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JP5501286B2 - Power storage device - Google Patents
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JP5501286B2 - Power storage device - Google Patents

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Description

本発明は蓄電装置に関する。   The present invention relates to a power storage device.

技術分野に関する背景技術として、例えば特許文献1に開示された技術がある。   As a background art regarding the technical field, for example, there is a technique disclosed in Patent Document 1.

特許文献1には、二次単電池を重ねてなるモジュールの一表面に歪みゲージを付着し、歪みゲージにより、二次単電池の充電に伴って生じる二次単電池の内圧の増加による電槽の応力変化を検知し、その応力が所定の値に達した時に電池の充電が完了したと判断し、コントロールユニットにより充電を終了する、という、二次電池の充電制御に関する技術が開示されている。   Patent Document 1 discloses a battery case in which a strain gauge is attached to one surface of a module formed by stacking secondary cells, and the strain gauge is used to increase the internal pressure of the secondary cells that accompanies charging of the secondary cells. A technology related to charging control of a secondary battery is disclosed, in which a change in stress of the battery is detected, it is determined that charging of the battery is completed when the stress reaches a predetermined value, and charging is terminated by the control unit. .

特開平5−326027号公報JP-A-5-326027

近年、蓄電装置を構成する蓄電器には高い安全性が求められている。蓄電装置において蓄電器の高い安全性を確保するためには蓄電器の異常を検出することが重要である。蓄電器の異常検出としてはいろいろな手法があるが、その一つとして、蓄電器の形状変化である膨らみを検知することが考えられる。特許文献1に開示された技術では、蓄電器の形状変化である膨らみを検知しているが、その検知結果を充電制御に利用している。   In recent years, high safety has been demanded for a battery constituting a power storage device. In order to ensure high safety of the storage battery in the power storage device, it is important to detect abnormality of the storage battery. There are various methods for detecting the abnormality of the battery, and one of them is to detect a bulge that is a change in the shape of the battery. In the technique disclosed in Patent Document 1, a bulge that is a change in shape of a capacitor is detected, and the detection result is used for charge control.

本願は上記課題を含め複数の課題を挙げている。ここでは、そのうちの一つを発明が解決すべき代表課題として挙げる。   The present application lists a plurality of problems including the above problems. Here, one of them is listed as a representative problem to be solved by the invention.

ここに、本願が解決すべき代表課題は、信頼性の高い蓄電装置の提供にある。   Here, a representative problem to be solved by the present application is to provide a highly reliable power storage device.

尚、この他の課題は、以下に説明する実施形態において、課題の裏返しとなる効果に置き換え、その解決手段と共に説明する。   In addition, this other subject is replaced with the effect which reverses a subject in embodiment described below, and is demonstrated with the solution means.

本願は上記代表課題を解決する解決手段を複数有する。ここでは、そのうちの一つを代表的な解決手段として挙げる。   The present application has a plurality of solving means for solving the above representative problem. Here, one of them is listed as a typical solution.

ここに、本願は、蓄電器の形状変化である膨らみ(膨張力である応力)によって生じる歪み(変形)を測定することができる素子、例えば歪みゲージ(センサ)を、蓄電器の形状変化である膨らみによって生じる歪みを捉えることができる部位の表面に取り付け、蓄電器の形状変化である膨らみによって生じる歪みを測定し、この測定結果から、蓄電器の形状変化である膨らみの要因である内圧(電槽内部の圧力)の増加を検知し、この検知結果に基づいて、蓄電器の異常を検出することを、上記代表課題を解決する代表的な解決手段とする。歪みゲージ(センサ)を取り付けるにあたっては、一方向に配列された複数の蓄電器と、複数の蓄電器の配列方向に隣接する各蓄電器間に配置された保持部材、複数の蓄電器の配列方向両端部に配置された蓄電器の保持部材側とは反対側に配置された一対の端板、及び一対の端板に接続された接続板を有すると共に、複数の蓄電器を固縛する固縛部材とを備え、複数の蓄電器、複数の保持部材、及び一対の端板の配列体が配列方向両側から一対の端板によって押圧された状態で、一対の端板が接続板によって接続されることにより構成されたモジュール、或いは、一方向に配列された複数の蓄電器と、複数の蓄電器の配列方向に隣接する各蓄電器間に配置された第1の保持部材、複数の蓄電器の配列方向両端部に配置された蓄電器の第1の保持部材側とは反対側に配置された一対の第2の保持部材、第2の保持部材の蓄電器側とは反対側に配置された一対の端板、及び一対の端板に接続された接続板を有すると共に、複数の蓄電器を固縛する固縛部材とを備え、複数の蓄電器、複数の第1の保持部材、一対の第2の保持部材、及び一対の端板の配列体が配列方向両側から一対の端板によって押圧された状態で、一対の端板が前記接続板によって接続されることにより構成されたモジュールの一実施形態において、例えば接続板に貫通孔を形成して、接続板の縁から貫通孔までの距離が最も小さい狭小部を形成し、この形成された狭小部の表面に歪みゲージ(センサ)を貼り付けることが好ましい。 Here, the present application describes an element that can measure strain (deformation) caused by a bulge (stress as an expansion force) that is a change in shape of a capacitor, such as a strain gauge (sensor), by a bulge that is a change in shape of the capacitor. It is attached to the surface of the part where the generated strain can be captured, and the strain generated by the bulge that is the shape change of the battery is measured. From this measurement result, the internal pressure (pressure inside the battery case) that is the cause of the bulge that is the shape change of the battery ) And detecting an abnormality of the capacitor based on the detection result is a typical solution means for solving the above representative problem. When attaching strain gauges (sensors), a plurality of capacitors arranged in one direction, a holding member arranged between each capacitor adjacent in the arrangement direction of the plurality of capacitors, and arranged at both ends in the arrangement direction of the plurality of capacitors A pair of end plates disposed on the side opposite to the holding member side of the capacitor and a connection plate connected to the pair of end plates, and a securing member that secures the plurality of capacitors. A module configured by connecting a pair of end plates with a connection plate in a state where the array of the storage battery, the plurality of holding members, and the pair of end plates are pressed by the pair of end plates from both sides in the arrangement direction, Alternatively, a plurality of capacitors arranged in one direction, a first holding member arranged between each of the capacitors adjacent in the arrangement direction of the plurality of capacitors, and a first of the capacitors arranged at both ends in the arrangement direction of the plurality of capacitors. 1 protection A pair of second holding members disposed on the side opposite to the member side, a pair of end plates disposed on the side opposite to the capacitor side of the second holding member, and a connection plate connected to the pair of end plates A plurality of capacitors, a plurality of first holding members, a pair of second holding members, and a pair of end plates are arranged on both sides in the arrangement direction. In an embodiment of a module configured by connecting a pair of end plates by the connection plate in a state where the connection plate is pressed by a pair of end plates, for example, a through hole is formed in the connection plate, It is preferable to form a narrow portion having the shortest distance from the edge to the through hole, and attach a strain gauge (sensor) to the surface of the formed narrow portion.

蓄電器の形状変化である膨らみによって生じる歪みは、蓄電器の形状変化である膨らみの要因である蓄電器の内圧に比例する。従って、蓄電器の形状変化である膨らみによって生じる歪みを測定し、この測定結果から、蓄電器の形状変化である膨らみの要因である内圧を検知することにより、蓄電器の異常を検出することができる。この際、前述の一実施形態のように、接続板に貫通孔を形成して、接続板の縁から貫通孔までの距離が最も小さい狭小部を形成し、この形成された狭小部の表面に歪みゲージ(センサ)を貼り付けるようにすれば、歪みを感度よく測定することができる。これは、接続板に形成された狭小部に歪みが最も集中し、他の部位よりも歪みが増幅されるからである。 The distortion caused by the bulge that is the shape change of the capacitor is proportional to the internal pressure of the capacitor that is the cause of the bulge that is the shape change of the capacitor. Therefore, by measuring the distortion caused by the bulge that is the shape change of the capacitor, and detecting the internal pressure that is the cause of the bulge that is the shape change of the capacitor, the abnormality of the capacitor can be detected. At this time, as in the above-described embodiment, a through hole is formed in the connection plate, a narrow portion having the smallest distance from the edge of the connection plate to the through hole is formed, and the surface of the formed narrow portion is formed. If a strain gauge (sensor) is attached, the strain can be measured with high sensitivity. This is because the distortion is most concentrated in the narrow portion formed in the connection plate, and the distortion is amplified more than other parts.

本願の代表的な解決手段によれば、蓄電器の安全性を向上させることができ、信頼性の高い蓄電装置を提供することができる。   According to the typical solution of the present application, the safety of the battery can be improved, and a highly reliable power storage device can be provided.

(実施形態1)プラグインハイブリッド電気自動車の駆動システムの構成を示すブロック図。(Embodiment 1) The block diagram which shows the structure of the drive system of a plug-in hybrid electric vehicle. (実施形態1)図1の駆動システムに搭載されたバッテリ装置を構成する角型電池モジュールのサブ角型電池モジュールの構成を示す斜視図。(Embodiment 1) The perspective view which shows the structure of the sub-square battery module of the square battery module which comprises the battery apparatus mounted in the drive system of FIG. (実施形態1)図2のサブ角型電池モジュールのIII−III矢視断面図。(Embodiment 1) III-III arrow sectional drawing of the sub-square battery module of FIG. (実施形態1)図2のサブ角型電池モジュールの構成部品である端板の構成を示す斜視図。(Embodiment 1) The perspective view which shows the structure of the end plate which is a component of the sub-square battery module of FIG. (実施形態1)図2のサブ角型電池モジュールに用いられる角型リチウムイオン二次電池の構成を示す部分切り欠き斜視図。(Embodiment 1) FIG. 3 is a partially cutaway perspective view showing the configuration of a prismatic lithium ion secondary battery used in the sub-square battery module of FIG. (実施形態1)図5の電極捲回体の構成を示す斜視図。(Embodiment 1) The perspective view which shows the structure of the electrode winding body of FIG. (実施形態2)プラグインハイブリッド電気自動車の駆動システムに搭載されたバッテリ装置を構成する角型電池モジュールのサブ角型電池モジュールの構成部品である端板の構成を示す斜視図。(Embodiment 2) The perspective view which shows the structure of the end plate which is a component of the sub-square battery module of the square battery module which comprises the battery device mounted in the drive system of a plug-in hybrid electric vehicle. (実施形態3)プラグインハイブリッド電気自動車の駆動システムに搭載されたバッテリ装置を構成する角型電池モジュールのサブ角型電池モジュールの構成部品である端板の構成を示す上面断面図。(Embodiment 3) Top view sectional drawing which shows the structure of the end plate which is a component of the sub-square battery module of the square battery module which comprises the battery device mounted in the drive system of a plug-in hybrid electric vehicle. (実施形態4)プラグインハイブリッド電気自動車の駆動システムに搭載されたバッテリ装置を構成する角型電池モジュールのサブ角型電池モジュールの構成を示す上面断面図。(Embodiment 4) Top view sectional drawing which shows the structure of the sub-square battery module of the square battery module which comprises the battery apparatus mounted in the drive system of a plug-in hybrid electric vehicle. (実施形態4)図9のサブ角型電池モジュールの構成部品である端板の周囲の構成を示す分解斜視図。(Embodiment 4) An exploded perspective view showing a configuration around an end plate which is a component of the sub-square battery module of FIG. (実施形態5)プラグインハイブリッド電気自動車の駆動システムに搭載されたバッテリ装置を構成する角型電池モジュールのサブ角型電池モジュールの構成を示す斜視図。(Embodiment 5) The perspective view which shows the structure of the sub-square battery module of the square battery module which comprises the battery apparatus mounted in the drive system of a plug-in hybrid electric vehicle. (実施形態6)プラグインハイブリッド電気自動車の駆動システムに搭載されたバッテリ装置を構成する角型電池モジュールのサブ角型電池モジュールの構成を示す斜視図。(Embodiment 6) The perspective view which shows the structure of the sub-square battery module of the square battery module which comprises the battery apparatus mounted in the drive system of a plug-in hybrid electric vehicle.

本願の発明の実施形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described.

《発明の適用アプリケーション》
以下に説明する実施形態では、本願の発明を、移動体、例えばプラグインハイブリッド自動車の電源であるバッテリ装置に適用した場合を例に挙げて説明する。
<< Application of Invention >>
In the embodiments described below, the invention of the present application will be described by taking as an example a case where the invention is applied to a battery, which is a power source of a mobile body, for example, a plug-in hybrid vehicle.

《バッテリ装置の概略構成》
バッテリ装置は、複数の蓄電器(蓄電池又は二次電池)を備え、複数の蓄電器の電気化学的作用によって電気エネルギーを蓄積(充電)及び放出(放電)する蓄電装置である。複数の蓄電器は、バッテリ装置に要求される出力電圧,蓄電容量などの仕様に応じて、電気的に直列或いは並列若しくは直並列に接続される。
<< Schematic configuration of battery device >>
The battery device is a power storage device that includes a plurality of capacitors (storage battery or secondary battery) and stores (charges) and discharges (discharges) electric energy by an electrochemical action of the plurality of capacitors. The plurality of capacitors are electrically connected in series, in parallel, or in series-parallel according to specifications such as output voltage and storage capacity required for the battery device.

《アプリケーションにおけるバッテリ装置の電気エネルギーの流れ》
バッテリ装置に充電された電気エネルギーは、電動力(回転動力)によってプラグインハイブリッド自動車を駆動する場合(力行時)、直流電力として放電される。バッテリ装置から放電された直流電力は、インバータ装置(電力変換装置)によって交流電力に変換された後、モータとして機能してプラグインハイブリッド自動車を駆動するための電動力を発生するモータジェネレータ(回転電機)に供給される。また、バッテリ装置に充電された電気エネルギーは、内燃機関であるエンジンを始動する場合、ラジオなどのカーオーディオ,カーナビゲーション装置,ライトなどの電装品を駆動する場合、直流電力として放電されることもある。この場合、バッテリ装置から放電された直流電力は、電力変換装置によって、交流電力或いは電圧が制御(昇降圧)された所定の直流電力に変換された後、各電気負荷や他の蓄電装置に供給される。
《Battery electrical energy flow in application》
The electric energy charged in the battery device is discharged as DC power when the plug-in hybrid vehicle is driven by electric power (rotational power) (during power running). The DC power discharged from the battery device is converted into AC power by an inverter device (power converter), and then functions as a motor to generate an electric power for driving a plug-in hybrid vehicle (rotary electric machine). ). In addition, the electric energy charged in the battery device may be discharged as direct current power when starting an engine that is an internal combustion engine, or when driving an electrical component such as a car audio device such as a radio, a car navigation device, or a light. is there. In this case, the DC power discharged from the battery device is converted into AC power or a predetermined DC power whose voltage is controlled (step-up / step-down) by the power converter, and then supplied to each electric load and other power storage devices. Is done.

バッテリ装置に充電される電気エネルギーは、プラグインハイブリッド自動車の減速時或いは制動時の回生エネルギーから得られた交流電力及び/又は原動機によって駆動される発電機から出力された交流電力がインバータ装置によって直流電力に変換され、その直流電力がバッテリ装置に供給されることにより得られる。回生エネルギーから得られる交流電力は、車両側から供給された回転動力によってモータジェネレータが発電機として駆動されることにより、その発電機から出力される。また、バッテリ装置に充電される電気エネルギーは、家庭電源である商用電源から取り込んだ単相交流電力,電気ステーションや商業施設に設けられた電気スタンドを介して購入した単相或いは三相交流電力が、プラグインハイブリッド自動車に搭載された充電器によって電圧が制御された所定の直流電力に変換され、その直流電力がバッテリ装置に供給されることにより得られる。   The electric energy charged in the battery device is the AC power obtained from the regenerative energy during deceleration or braking of the plug-in hybrid vehicle and / or the AC power output from the generator driven by the prime mover. It is obtained by converting into electric power and supplying the DC power to the battery device. AC power obtained from regenerative energy is output from the generator when the motor generator is driven as a generator by the rotational power supplied from the vehicle side. In addition, the electric energy charged in the battery device is a single-phase AC power taken from a commercial power source, which is a household power source, or a single-phase or three-phase AC power purchased through a desk lamp provided in an electric station or commercial facility. It is obtained by converting the voltage into a predetermined DC power whose voltage is controlled by a charger mounted on the plug-in hybrid vehicle and supplying the DC power to the battery device.

《発明の他の適用アプリケーション》
以下に説明する実施形態の構成は、商用電源や電気スタンドなどの外部電源から供給された交流電力をバッテリ装置に充電するための充電器を持たない(車両の減速時の回生によって得られた電力及び/又は原動機によって駆動される発電機から得られた電力により充電する)ハイブリッド自動車,車両の駆動源として内燃機関を持たない(電動力を発生するモータを車両の唯一の駆動源とする)純粋な電気自動車などの乗用車,電動バイク,電動自転車などの二輪車,ハイブリッド電車などの鉄道車両,ハイブリッドトラックなどの貨物自動車,ハイブリッドバスなどの乗合自動車,建設機械やフォークリフトトラックなどの産業用車両,電動福祉機器など、他の移動体の電源を構成するバッテリ装置にも適用できる。
<< Other application applications of the invention >>
The configuration of the embodiment described below does not have a charger for charging the battery device with AC power supplied from an external power source such as a commercial power source or a desk lamp (power obtained by regeneration during deceleration of the vehicle) And / or a hybrid vehicle that is charged with electric power obtained from a generator driven by a prime mover, and does not have an internal combustion engine as a drive source of the vehicle (a motor that generates electric power is the only drive source of the vehicle) Passenger cars such as electric cars, motorcycles such as electric bikes and electric bicycles, railway vehicles such as hybrid trains, freight cars such as hybrid trucks, passenger cars such as hybrid buses, industrial vehicles such as construction machinery and forklift trucks, electric welfare The present invention can also be applied to a battery device that constitutes the power source of another mobile object such as a device.

それらの移動体には、バッテリ装置を電源として電動力を発生するモータ(移動体側から動力の供給を受けて電力を発生する場合にはジェネレータを兼ねる)と、バッテリ装置とモータとの間の電力を制御するインバータ装置とが搭載されている。また、原動機によって駆動されて電力を発生する発電機を備え、バッテリ装置を充電する場合もある。   These mobile units include a motor that generates electric power using the battery device as a power source (also serves as a generator when power is supplied from the mobile unit side) and power between the battery device and the motor. And an inverter device for controlling the motor. In some cases, the battery device is charged by a generator that is driven by a prime mover to generate electric power.

また、以下に説明する実施形態の構成は、通信設備などの無停電用電源(バックアップ用電源)として設置される定置用バッテリ装置にも適用できる。   The configuration of the embodiment described below can also be applied to a stationary battery device installed as an uninterruptible power supply (backup power supply) such as communication equipment.

さらに、以下に説明する実施形態の構成は、需要家に配置され、夜間電力を貯蔵し、この貯蔵された電力を昼間に放出して電力負荷の平準化を図る電力貯蔵システムや、風力発電システムや太陽光発電システムなどと共に発電ファームに設置され、発電システムの出力変動の抑制を図る電力貯蔵システムなどとして設置される定置用バッテリ装置にも適用できる。   Furthermore, the configuration of the embodiment described below includes a power storage system and a wind power generation system that are arranged in a consumer, store nighttime power, and discharge the stored power in the daytime to level the power load. It can also be applied to a stationary battery device that is installed in a power generation farm together with a solar power generation system and the like, and is installed as an electric power storage system that suppresses fluctuations in output of the power generation system.

《バッテリ装置に適用される蓄電器》
バッテリ装置を構成する蓄電器としてはリチウムイオン二次電池を例に挙げて説明する。
《Capacitor applied to battery device》
As a battery constituting the battery device, a lithium ion secondary battery will be described as an example.

《蓄電器の概略構成》
リチウムイオン二次電池(セル)は、金属ケース(電槽)内に電解液(非水系溶媒)と共に収納された発電(蓄電)要素体の電気化学的反応によって電気エネルギーを充放電する蓄電器である。リチウムイオン二次電池の形状としては円筒型,角型,ラミネートなどがある。以下に説明する実施形態では、角型リチウムイオン二次電池を用いた場合を例に挙げて説明する。
<Schematic configuration of the battery>
A lithium ion secondary battery (cell) is a battery that charges and discharges electric energy by an electrochemical reaction of a power generation (power storage) element housed together with an electrolyte (non-aqueous solvent) in a metal case (battery). . The shape of the lithium ion secondary battery includes a cylindrical shape, a square shape, and a laminate. In the embodiments described below, a case where a square lithium ion secondary battery is used will be described as an example.

《適用可能な他の蓄電器》
蓄電器としては、鉛電池,ニッケル水素電池などの他の二次電池(蓄電池)や、キャパシタ、例えば電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタなどを用いてもよい。
《Other applicable capacitors》
As the battery, another secondary battery (storage battery) such as a lead battery or a nickel metal hydride battery, or a capacitor such as an electric double layer capacitor or a lithium ion capacitor may be used.

《発明の適用アプリケーションにおける代表的な技術課題》
プラグインハイブリッド自動車は、基本的にはEVモード、すなわちバッテリ装置に蓄電された電気エネルギーを使って駆動されるモータのみを動力源として走行し、バッテリ装置の蓄電容量が下限値を下回ろうとすると、HEVモード、すなわち内燃機関であるエンジンとモータとを動力源として走行すると共に、エンジンの動力により発電機を駆動してバッテリ装置を充電する。このように、プラグインハイブリッド自動車ではEVモードを有することから、プラグインハイブリッド自動車に搭載されるバッテリ装置には、ハイブリッド自動車に搭載されるバッテリ装置よりも大きい蓄電容量が要求される。バッテリ装置の蓄電容量を大きくするためには、蓄電容量の大きい蓄電器を用いてバッテリ装置を構成すればよい。ここでは、蓄電器として、高容量角型リチウムイオン二次電池を用いている。一方、リチウムイオン二次電池には高い安全性が要求されている。リチウムイオン二次電池において高い安全性を確保するためには、リチウムイオン二次電池の異常を検知することが重要である。
<< Typical technical problems in application application of invention >>
A plug-in hybrid vehicle basically travels in EV mode, that is, only a motor driven using electric energy stored in a battery device, and the storage capacity of the battery device attempts to fall below a lower limit value. In the HEV mode, that is, the engine and the motor, which are internal combustion engines, are driven as power sources, and the generator is driven by the engine power to charge the battery device. Thus, since the plug-in hybrid vehicle has the EV mode, the battery device mounted in the plug-in hybrid vehicle is required to have a larger storage capacity than the battery device mounted in the hybrid vehicle. In order to increase the storage capacity of the battery device, the battery device may be configured using a capacitor having a large storage capacity. Here, a high capacity prismatic lithium ion secondary battery is used as the battery. On the other hand, high safety is required for lithium ion secondary batteries. In order to ensure high safety in a lithium ion secondary battery, it is important to detect an abnormality in the lithium ion secondary battery.

《技術課題を解決する代表的な手段の概略》
角型リチウムイオン二次電池は、電槽(外槽)が圧力容器により構成されている円筒型リチウムイオン二次電池とは異なり、電槽内の圧力が増大すると電槽が膨らむ。この現象は角型リチウムイオン二次電池の充電時の他、例えば電極間の内部短絡,外部短絡,過充電などの異常時にも見られる。しかも、電槽内の圧力の増大による膨らみは、角型リチウムイオン二次電池に生じる事象によって異なる。このようなことから、角型リチウムイオン二次電池の形状変化である膨らみの要因である内圧を検知すれば、角型リチウムイオン二次電池の状態(異常)を検出することができる。角型リチウムイオン二次電池の形状変化である膨らみの要因である内圧は、角型リチウムイオン二次電池の形状変化である膨らみ(膨張力である応力)によって生じる歪み(変形)に比例する関係にある。
<Outline of typical means for solving technical problems>
Unlike the cylindrical lithium ion secondary battery in which the battery case (outer tank) is configured by a pressure vessel, the prismatic lithium ion secondary battery expands as the pressure in the battery case increases. This phenomenon is observed not only when charging a prismatic lithium ion secondary battery, but also when there is an abnormality such as an internal short circuit between electrodes, an external short circuit, or overcharge. Moreover, the swelling due to the increase in the pressure in the battery case differs depending on the event occurring in the prismatic lithium ion secondary battery. Therefore, the state (abnormality) of the prismatic lithium ion secondary battery can be detected by detecting the internal pressure that is the cause of the swelling that is the shape change of the prismatic lithium ion secondary battery. The internal pressure, which is the cause of the bulge that is the shape change of the prismatic lithium ion secondary battery, is proportional to the strain (deformation) caused by the bulge (stress that is the expansion force) that is the shape change of the prismatic lithium ion secondary battery. It is in.

そこで、以下に説明する実施形態では、角型リチウムイオン二次電池の形状変化である膨らみ(膨張力である応力)によって生じる歪み(変形)を測定することができる素子、例えば歪みゲージ(センサ)を、角型リチウムイオン二次電池を構成する電槽の表面に取り付け、角型リチウムイオン二次電池の形状変化である膨らみによって生じる歪みを測定し、この測定結果から、角型リチウムイオン二次電池の形状変化である膨らみの要因である内圧(電槽内部の圧力)の増加を検知し、この検知結果に基づいて、角型リチウムイオン二次電池の異常を検出している。   Therefore, in the embodiment described below, an element capable of measuring a strain (deformation) caused by a bulge (stress which is an expansion force) which is a shape change of the prismatic lithium ion secondary battery, for example, a strain gauge (sensor). Is attached to the surface of the battery case constituting the prismatic lithium ion secondary battery, and the distortion caused by the bulging that is the shape change of the prismatic lithium ion secondary battery is measured. From this measurement result, the prismatic lithium ion secondary battery is measured. An increase in internal pressure (pressure inside the battery case), which is a cause of swelling, which is a change in battery shape, is detected, and an abnormality in the prismatic lithium ion secondary battery is detected based on the detection result.

《解決手段による代表的な作用効果》
このように、以下に説明する実施形態によれば、角型リチウムイオン二次電池の形状変化である膨らみによって生じる歪みを測定することによって、角型リチウムイオン二次電池の異常を検出しているので、角型リチウムイオン二次電池の安全性を向上させることができる。従って、以下に説明する実施形態によれば、信頼性の高いバッテリ装置を提供することができる。
《Typical effects by means of solution》
As described above, according to the embodiment described below, the abnormality of the prismatic lithium ion secondary battery is detected by measuring the distortion caused by the bulge that is the shape change of the prismatic lithium ion secondary battery. Therefore, the safety of the prismatic lithium ion secondary battery can be improved. Therefore, according to the embodiment described below, a highly reliable battery device can be provided.

《他の技術課題、その解決手段及び作用効果》
歪みゲージは、角型リチウムイオン二次電池を構成する電槽の形状変化する部位の表面に取り付けることが好ましい。これは、角型リチウムイオン二次電池の形状変化である膨らみによって生じる歪みを直接、かつ感度よく測定できるためである。しかし、角型リチウムイオン二次電池を構成する電槽の形状変化する部位の表面に歪みゲージを取り付けると、複数の角型リチウムイオン二次電池を組んで構成した電池モジュールの設計に大きな制約を与える場合がある。例えば角型リチウムイオン二次電池の実装密度を上げて電池モジュールの小型化を図りたいとき、角型リチウムイオン二次電池に対する歪みゲージの取り付けが要因となって、うまく小型化を図れないなど、設計自由度が低下する場合がある。このようなことから、歪みゲージを角型リチウムイオン二次電池に取り付けるにあたっては、電池モジュールの構成を考慮して取り付けることが望ましい。
<< Other technical issues, solutions and operational effects thereof >>
The strain gauge is preferably attached to the surface of a portion where the shape of the battery case constituting the square lithium ion secondary battery changes. This is because the distortion caused by the swelling, which is the shape change of the square lithium ion secondary battery, can be measured directly and with high sensitivity. However, if a strain gauge is attached to the surface of the part of the battery case that changes the shape of the prismatic lithium-ion secondary battery, the design of the battery module composed of multiple prismatic lithium-ion secondary batteries is greatly restricted. May give. For example, when you want to increase the mounting density of a prismatic lithium ion secondary battery to reduce the size of the battery module, the size of the prismatic lithium ion secondary battery cannot be reduced due to the installation of a strain gauge. Design flexibility may be reduced. For this reason, when attaching the strain gauge to the prismatic lithium ion secondary battery, it is desirable to attach it in consideration of the configuration of the battery module.

また、電池モジュールを構成する複数の角型リチウムイオン二次電池のそれぞれの異常検出精度を向上させるためには、各角型リチウムイオン二次電池の形状変化である膨らみの要因である内圧を正確に検知することが好ましい。このためには、複数の角型リチウムイオン二次電池のそれぞれに歪みゲージを取り付けることが考えられる。しかし、その場合、歪みゲージが角型リチウムイオン二次電池の数だけ必要になり、特に角型リチウムイオン二次電池を100個程度或いはそれ以上用いたバッテリ装置では大幅な価格増加が考えられる。また、歪みゲージから制御装置に延びる配線の数が増加したり、配線の引き回しが複雑になったりすることが考えられる。このようなことから、角型リチウムイオン二次電池の形状変化である膨れによって生じる歪みを歪みゲージによって測定するにあたっては、角型リチウムイオン二次電池の数よりも少ない歪みゲージを用いて、各角型リチウムイオン二次電池の形状変化である膨れによって生じる歪みを測定できることが好ましい。   In addition, in order to improve the abnormality detection accuracy of each of the plurality of prismatic lithium ion secondary batteries constituting the battery module, the internal pressure that is the cause of the bulging that is the shape change of each prismatic lithium ion secondary battery is accurately measured. It is preferable to detect it. For this purpose, it is conceivable to attach a strain gauge to each of the plurality of prismatic lithium ion secondary batteries. However, in that case, strain gauges are required as many as the number of prismatic lithium ion secondary batteries, and in particular, a battery device using about 100 or more prismatic lithium ion secondary batteries can have a significant increase in price. In addition, it is conceivable that the number of wires extending from the strain gauge to the control device increases or that the wiring is complicated. For this reason, when measuring strain caused by swelling, which is a change in shape of a prismatic lithium ion secondary battery, with a strain gauge, each strain gauge is smaller than the number of prismatic lithium ion secondary batteries. It is preferable to be able to measure strain caused by swelling which is a shape change of the prismatic lithium ion secondary battery.

そこで、以下に説明する実施形態では、1個の歪みゲージを、角型リチウムイオン二次電池を構成する電槽の形状変化である膨らみが生じる部位とは異なる部位、例えば角型リチウムイオン二次電池を構成する電槽の形状変化である膨らみによって生じる歪みを捉えることができる、角型リチウムイオン二次電池を構成する電槽の形状変化である膨らみが生じる部位とは異なる電槽の他の部位の表面、或いは複数の角型リチウムイオン二次電池を固縛する固縛部材の、角型リチウムイオン二次電池の形状変化である膨らみによって生じる歪みを捉えることができる部位の表面に取り付けている。電槽の膨らみが生じる部位とは異なる他の部位に取り付けた歪みゲージによって歪みを測定するにあたっては、測定部位に生じる歪みのうち、歪みを大きく増幅させることができる方向に生じる歪みを測定する。歪みゲージを固縛部材に取り付けるにあたっては、固縛部材の、角型リチウムイオン二次電池の形状変化である膨らみによって生じる歪みを増幅させることができる部位の表面、或いは固縛部材の歪みゲージ取付部位に、角型リチウムイオン二次電池の形状変化である膨らみによって生じる歪みを増幅させる増幅機構を設け、その増幅機構の近傍の表面に歪みゲージを取り付けている。   Therefore, in the embodiment described below, one strain gauge is replaced with a part different from a part where a bulge that is a shape change of the battery case constituting the prismatic lithium ion secondary battery, for example, a prismatic lithium ion secondary battery. It is possible to capture the distortion caused by the bulge that is the shape change of the battery case that constitutes the battery. Other battery cases that are different from the part that causes the bulge that is the shape change of the battery case that constitutes the square lithium ion secondary battery Attach it to the surface of the part, or to the surface of the part that can catch the distortion caused by the bulging that is the shape change of the prismatic lithium ion secondary battery of the lashing member that ties up a plurality of prismatic lithium ion secondary batteries Yes. When measuring the strain with a strain gauge attached to another part different from the part where the bulge of the battery case occurs, the distortion generated in the direction in which the distortion can be greatly amplified is measured among the distortions generated in the measurement part. When attaching the strain gauge to the lashing member, the surface of the portion of the lashing member that can amplify the strain caused by the bulge that is the shape change of the prismatic lithium ion secondary battery, or attaching the strain gauge to the lashing member An amplification mechanism for amplifying the strain generated by the bulge that is a shape change of the prismatic lithium ion secondary battery is provided at the site, and a strain gauge is attached to the surface in the vicinity of the amplification mechanism.

このように、以下に説明する実施形態によれば、角型リチウムイオン二次電池を構成する電槽の形状変化である膨らみが生じる部位とは異なる電槽の他の部位の表面に、その表面に生じる歪みを大きく増幅できる方向の歪みを測定するように、或いは固縛部材の、角型リチウムイオン二次電池の形状変化である膨らみによって生じる歪みを増幅させることができる部位の表面に、若しくは固縛部材に設けられた、角型リチウムイオン二次電池の形状変化である膨らみによって生じる歪みを増幅させる増幅機構の近傍の表面に一つの歪みゲージを取り付けるので、電池モジュールの設計や組み立てなどに与える影響の小さい部位において、角型リチウムイオン二次電池の数よりも少ない数の歪みゲージによって、角型リチウムイオン二次電池の形状変化である膨らみによって生じる歪みを感度よく測定することができる。従って、以下に説明する実施形態によれば、歪みゲージの数を角型リチウムイオン二次電池の数よりも少なくできる分、バッテリ装置の価格を低くできる。また、以下に説明する実施形態によれば、歪みゲージから制御装置に延びる配線の本数を少なくでき、しかも、配線の引き回しも容易にできる。さらには、以下に説明する実施形態によれば、歪みゲージの取り付けが電池モジュールの設計や組み立てなどに与える影響を小さく抑えることができる。さらにまた、歪みゲージの数が角型リチウムイオン二次電池の数より少なくても、電池モジュールを構成する複数の角型リチウムイオン二次電池のそれぞれの異常を確実に検出することができる。   Thus, according to the embodiment described below, the surface of another part of the battery case different from the part where the bulge that is the shape change of the battery case constituting the prismatic lithium ion secondary battery occurs. To measure the strain in a direction that can greatly amplify the strain generated in the tie, or on the surface of the portion of the tying member that can amplify the strain generated by the bulge that is a shape change of the square lithium ion secondary battery, or A strain gauge is attached to the surface in the vicinity of the amplifying mechanism that amplifies the strain generated by the bulge, which is a shape change of the prismatic lithium ion secondary battery, so that the battery module can be designed and assembled. In areas where the impact is small, the number of strain gauges is less than the number of prismatic lithium ion secondary batteries. Distortion caused by bulging is Jo change can be measured with good sensitivity. Therefore, according to the embodiment described below, the price of the battery device can be reduced by the amount that the number of strain gauges can be smaller than the number of square lithium ion secondary batteries. Further, according to the embodiment described below, the number of wires extending from the strain gauge to the control device can be reduced, and the wiring can be easily routed. Furthermore, according to the embodiment described below, it is possible to reduce the influence of the strain gauge attachment on the design and assembly of the battery module. Furthermore, even if the number of strain gauges is smaller than the number of prismatic lithium ion secondary batteries, it is possible to reliably detect the abnormality of each of the plurality of prismatic lithium ion secondary batteries constituting the battery module.

尚、この他にも解決すべき課題及びその解決手段はある。それらについては、これ以降の各実施形態の中において、課題の裏返しとなる効果に置き換え、その解決手段と共に説明する。   There are other problems to be solved and solutions. These will be described in the following embodiments, along with their solutions, by replacing them with effects that reverse the problem.

以下、図面を用いて、各実施形態を具体的に説明する。   Each embodiment will be specifically described below with reference to the drawings.

〔実施形態1〕
第1実施形態を図1乃至図6に基づいて説明する。
Embodiment 1
1st Embodiment is described based on FIG. 1 thru | or FIG.

まず、図1を用いて、バッテリ装置100を含むプラグインハイブリッド自動車1の駆動システムの構成について説明する。   First, the configuration of the drive system of the plug-in hybrid vehicle 1 including the battery device 100 will be described with reference to FIG.

図1は、プラグインハイブリッド自動車1の駆動システムの構成及びその一部を構成する電動駆動装置の各コンポーネントの電気的な接続構成を示す。   FIG. 1 shows a configuration of a drive system of a plug-in hybrid vehicle 1 and an electrical connection configuration of each component of an electric drive device constituting a part thereof.

尚、図1において、太い実線は強電系を示し、細い実線は弱電系を示す。   In FIG. 1, a thick solid line indicates a strong electric system, and a thin solid line indicates a weak electric system.

《プラグインハイブリッド自動車に適用される駆動方式》
プラグインハイブリッド自動車(以下、「PHEV」と記述する)1はパラレルハイブリッド方式の駆動システムを備えている。
<Drive system applied to plug-in hybrid vehicles>
A plug-in hybrid vehicle (hereinafter referred to as “PHEV”) 1 includes a parallel hybrid drive system.

パラレルハイブリッド方式の駆動システムは、内燃機関であるエンジン4とモータジェネレータ200とを駆動輪2に対してエネルギーの流れ的に並列に配置(構造的には、動力伝達制御機構であるクラッチ5を介してエンジン4とモータジェネレータ200とを機械的に直列に接続)し、エンジン4の回転動力による駆動輪2の駆動、モータジェネレータ200の回転動力による駆動輪2の駆動、及びエンジン4とモータジェネレータ200の両方の回転動力による駆動輪2の駆動ができるように構成されている。すなわちパラレルハイブリッド方式の駆動システムは、エンジン4を動力源とし、主としてPHEV1の駆動源として用いられるエンジン駆動装置と、モータジェネレータ200を動力源とし、主としてPHEV1の駆動源及びPHEV1の電力発生源として用いられる電動駆動装置とを備えている。   The parallel hybrid drive system has an internal combustion engine 4 and a motor generator 200 arranged in parallel with respect to the drive wheels 2 in terms of energy flow (structurally via a clutch 5 which is a power transmission control mechanism). Engine 4 and motor generator 200 are mechanically connected in series), driving wheel 2 is driven by the rotational power of engine 4, driving wheel 2 is driven by the rotational power of motor generator 200, and engine 4 and motor generator 200 are connected. The driving wheel 2 can be driven by both rotational powers. That is, the parallel hybrid type drive system uses the engine 4 as a power source and an engine drive device mainly used as a drive source for PHEV1, and the motor generator 200 as a power source, and is mainly used as a drive source for PHEV1 and a power generation source for PHEV1. An electric drive device.

ハイブリッド方式としては、内燃機関であるエンジンの回転動力を用いて発電機を駆動し、この駆動によって発生した電力を用いてモータジェネレータを駆動し、この駆動によって発生した回転動力を用いて駆動輪を駆動する、いわゆるエンジンから駆動輪までのエネルギーの流れがシリーズであるシリーズハイブリッド方式がある。また、ハイブリッド方式としては、上記パラレルハイブリッド方式と上記シリーズハイブリッド方式とを組み合わせたシリーズ・パラレルハイブリッド方式(エンジンの回転動力の一部を発電用モータジェネレータに分配して発電させ、これにより得られた電力により駆動用モータジェネレータを駆動できるように、遊星歯車機構などの動力伝達機構を用いてエンジンと二つのモータジェネレータとを機械的に接続した方式)がある。   In the hybrid system, the generator is driven using the rotational power of the engine, which is an internal combustion engine, the motor generator is driven using the electric power generated by the driving, and the driving wheel is driven using the rotational power generated by the driving. There is a series hybrid system in which the flow of energy from the so-called engine to the drive wheels is a series. Moreover, as a hybrid system, a series-parallel hybrid system combining the above-described parallel hybrid system and the above-described series hybrid system (part of the engine's rotational power is distributed to a generator motor generator for power generation, and thus obtained. There is a system in which an engine and two motor generators are mechanically connected using a power transmission mechanism such as a planetary gear mechanism so that the driving motor generator can be driven by electric power.

本実施形態では、パラレルハイブリッド方式の駆動システムを例に挙げて説明するが、以下において説明する本実施形態のバッテリ装置100は、前述した他のハイブリッド方式の駆動システムのバッテリ装置に適用しても構わない。   In the present embodiment, a parallel hybrid drive system will be described as an example. However, the battery device 100 of the present embodiment described below may be applied to the battery device of another hybrid drive system described above. I do not care.

《駆動システムの構成》
図示省略した車体のフロント部或いはリア部には車軸3が回転可能に軸支されている。車軸3の両端には一対の駆動輪2が設けられている。図示省略したが、車体のリア部或いはフロント部には、両端に一対の従動輪が設けられた車軸が回転可能に軸支されている。PHEV1では、駆動輪2を前輪とし、従動輪を後輪とした前輪駆動方式を採用している。駆動方式としては後輪駆動方式や4輪駆動方式(前後輪の一方をエンジン駆動装置により駆動し、他方を電動駆動装置により駆動する方式)を採用しても構わない。
<Configuration of drive system>
An axle 3 is rotatably supported on the front or rear portion of the vehicle body (not shown). A pair of drive wheels 2 are provided at both ends of the axle 3. Although not shown in the drawings, an axle having a pair of driven wheels at both ends is rotatably supported at the rear part or the front part of the vehicle body. The PHEV 1 employs a front wheel drive system in which the drive wheels 2 are front wheels and the driven wheels are rear wheels. As a driving method, a rear wheel driving method or a four-wheel driving method (a method in which one of the front and rear wheels is driven by an engine driving device and the other is driven by an electric driving device) may be adopted.

車軸3の中央部にはデファレンシャルギア(以下、「DEF」と記述する)7が設けられている。車軸3はDEF7の出力側に機械的に接続されている。DEF7の入力側には変速機6の出力軸が機械的に接続されている。DEF7は、変速機6によって変速されて伝達された回転駆動力を左右の車軸3に分配する差動式動力分配機構である。変速機6の入力側にはモータジェネレータ200の出力側が機械的に接続されている。モータジェネレータ200の入力側には、動力伝達制御機構であるクラッチ5を介してエンジン4の出力側が機械的に接続されている。クラッチ5は、エンジン4の回転動力を駆動輪2に伝達する場合には締結状態になり、エンジン4の回転動力を駆動輪2に伝達しない場合には切離し状態になるように制御される。   A differential gear (hereinafter referred to as “DEF”) 7 is provided at the center of the axle 3. The axle 3 is mechanically connected to the output side of the DEF 7. The output shaft of the transmission 6 is mechanically connected to the input side of the DEF 7. The DEF 7 is a differential power distribution mechanism that distributes the rotational driving force that has been shifted and transmitted by the transmission 6 to the left and right axles 3. The output side of the motor generator 200 is mechanically connected to the input side of the transmission 6. The output side of the engine 4 is mechanically connected to the input side of the motor generator 200 via the clutch 5 which is a power transmission control mechanism. The clutch 5 is controlled to be in an engaged state when the rotational power of the engine 4 is transmitted to the drive wheels 2 and to be disconnected when the rotational power of the engine 4 is not transmitted to the drive wheels 2.

モータジェネレータ200及びクラッチ5は、変速機6の筐体の内部に収納されている。   The motor generator 200 and the clutch 5 are housed inside the housing of the transmission 6.

《モータジェネレータの構成》
モータジェネレータ200は、電機子巻線211を備えた電機子(本実施形態では固定子)210と、電機子210に空隙を介して対向配置され、永久磁石221を備えた界磁(本実施形態では回転子)220を有する回転電機であり、PHEV1の力行時にはモータとして、PHEV1の回生時や発電が必要な時にはジェネレータとして、それぞれ機能する。
<Configuration of motor generator>
The motor generator 200 includes an armature (stator in this embodiment) 210 provided with an armature winding 211 and a field magnet (this embodiment) provided with a permanent magnet 221 disposed opposite to the armature 210 via a gap. , A rotating electric machine having a rotor 220, and functions as a motor when the PHEV 1 is powered, and as a generator when the PHEV 1 is regenerated or when power generation is required.

本実施形態では、モータジェネレータ200として、三相交流同期機(永久磁石界磁型)を用いた場合を例に挙げて説明するが、他の三相交流同期機(巻線界磁型)や三相交流誘導機(界磁鉄心に短絡された導体バーが装着された界磁を用いたもの)を用いても構わない。   In the present embodiment, a case where a three-phase AC synchronous machine (permanent magnet field type) is used as the motor generator 200 will be described as an example, but another three-phase AC synchronous machine (winding field type) or You may use a three-phase alternating current induction machine (thing using the field with which the conductor bar short-circuited to the field iron core was equipped).

《モータジェネレータの動作》
モータジェネレータ200がモータとして機能する場合、すなわちPHEV1の力行時やエンジン4を始動する時など、回転動力が必要な運転モードにある場合には、バッテリ装置100に蓄積された電気エネルギーがインバータ装置300を介して電機子巻線211に供給される。これにより、モータジェネレータ200は電機子210と界磁220との間の磁気的作用により回転動力(機械エネルギー)を発生し、その回転動力を出力する。モータジェネレータ200から出力された回転動力は、PHEV1の力行時には、変速機6及びDEF7を介して車軸3に伝達され、駆動輪2を駆動し、エンジン4の始動時には、クラッチ5を介してエンジン4に伝達され、エンジン4を駆動する。
<Operation of motor generator>
When the motor generator 200 functions as a motor, that is, when it is in an operation mode that requires rotational power, such as when the PHEV 1 is powered or when the engine 4 is started, the electric energy accumulated in the battery device 100 is converted into the inverter device 300. Is supplied to the armature winding 211. As a result, the motor generator 200 generates rotational power (mechanical energy) by the magnetic action between the armature 210 and the field 220 and outputs the rotational power. The rotational power output from the motor generator 200 is transmitted to the axle 3 via the transmission 6 and the DEF 7 when the PHEV 1 is powered, drives the drive wheels 2, and starts the engine 4 via the clutch 5 when the engine 4 is started. To drive the engine 4.

モータジェネレータ200がジェネレータとして機能する場合、すなわちPHEV1の減速時や制動時などの回生時及びPHEV1の走行中にバッテリ装置100の充電が必要な時など、発電が必要な運転モードにある場合には、駆動輪2或いはエンジン4から伝達された機械エネルギー(回転動力)がモータジェネレータ200に伝達され、モータジェネレータ200が駆動される。このように、モータジェネレータ200が駆動されると、電機子巻線211には電機子210と界磁220との間の磁気的作用により電圧が誘起される。これにより、モータジェネレータ200は電力を発生し、その電力を出力する。モータジェネレータ200から出力された電力はインバータ装置300を介してバッテリ装置100に供給される。これにより、バッテリ装置100は充電される。   When the motor generator 200 functions as a generator, that is, when the battery device 100 is in an operation mode that requires power generation, such as when the PHEV 1 is decelerated or braked, or when the battery device 100 needs to be charged while the PHEV 1 is running. The mechanical energy (rotational power) transmitted from the drive wheel 2 or the engine 4 is transmitted to the motor generator 200, and the motor generator 200 is driven. As described above, when the motor generator 200 is driven, a voltage is induced in the armature winding 211 by the magnetic action between the armature 210 and the field 220. Thereby, motor generator 200 generates electric power and outputs the electric power. The electric power output from the motor generator 200 is supplied to the battery device 100 via the inverter device 300. Thereby, the battery apparatus 100 is charged.

《インバータ装置の構成》
モータジェネレータ200の駆動は、電機子210とバッテリ装置100との間の電力がインバータ装置300によって制御されることにより制御される。すなわちインバータ装置300はモータジェネレータ200の制御装置である。
<Configuration of inverter device>
The driving of the motor generator 200 is controlled by controlling the power between the armature 210 and the battery device 100 by the inverter device 300. That is, inverter device 300 is a control device for motor generator 200.

インバータ装置300は、スイッチング半導体素子のスイッチング動作によって電力を直流から交流に、交流から直流に変換する電力変換装置であり、パワーモジュール310,パワーモジュール310に実装されたスイッチング半導体素子を駆動する駆動回路330,パワーモジュール310の直流側に電気的に並列に接続され、直流電圧を平滑する電解コンデンサ320、及びパワーモジュール310のスイッチング半導体素子のスイッチング指令を生成し、このスイッチング指令に対応する信号を駆動回路330に出力するモータ制御装置340を備えている。   The inverter device 300 is a power conversion device that converts electric power from direct current to alternating current and from alternating current to direct current by a switching operation of the switching semiconductor element, and is a power circuit 310 and a drive circuit that drives the switching semiconductor element mounted on the power module 310. 330, an electrolytic capacitor 320 that is electrically connected in parallel to the DC side of the power module 310, smooths the DC voltage, and generates a switching command for the switching semiconductor element of the power module 310, and drives a signal corresponding to the switching command. A motor control device 340 for outputting to the circuit 330 is provided.

パワーモジュール310は、二つの(上アーム及び下アームの)スイッチング半導体素子を電気的に直列に接続し直列回路(一相分のアーム)が三相分、電気的に並列に接続(三相ブリッジ接続)されて電力変換回路が構成されるように、六つのスイッチング半導体素子を基板上に実装し、アルミワイヤなどの接続導体によって電気的に接続した構造体である。   In the power module 310, two switching semiconductor elements (upper arm and lower arm) are electrically connected in series, and a series circuit (an arm for one phase) is electrically connected in parallel for three phases (three-phase bridge). In this structure, six switching semiconductor elements are mounted on a substrate and electrically connected by a connection conductor such as an aluminum wire so that a power conversion circuit is configured.

スイッチング半導体素子としては金属酸化膜半導体型電界効果トランジスタ(MOSFET)或いは絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ(IGBT)を用いている。ここで、電力変換回路をMOSFETによって構成する場合、ドレイン電極とソース電極との間には寄生ダイオードが存在するので、別途、それらの間にダイオード素子を実装する必要がない。一方、電力変換回路をIGBTによって構成する場合、コレクタ電極とエミッタ電極との間にはダイオード素子が存在していないので、別途、それらの間にダイオード素子を電気的に逆並列に接続する必要がある。   As the switching semiconductor element, a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET) or an insulated gate bipolar transistor (IGBT) is used. Here, when the power conversion circuit is configured by a MOSFET, a parasitic diode exists between the drain electrode and the source electrode, so that it is not necessary to separately mount a diode element between them. On the other hand, when the power conversion circuit is constituted by an IGBT, there is no diode element between the collector electrode and the emitter electrode. Therefore, it is necessary to separately connect the diode element electrically in antiparallel between them. is there.

各上アームの下アーム接続側とは反対側(IGBTの場合、コレクタ電極側)はパワーモジュール310の直流側から外部に導出され、バッテリ装置100の正極側に電気的に接続されている。各下アームの上アーム接続側とは反対側(IGBTの場合、エミッタ電極側)はパワーモジュール310の直流側から外部に導出され、バッテリ装置100の負極側に電気的に接続されている。各アームの中点、すなわち上アームの下アーム接続側(IGBTの場合、上アームのエミッタ電極側)と下アームの上アーム接続側(IGBTの場合、下アームのコレクタ電極側)との接続点はパワーモジュール310の交流側から外部に導出され、電機子巻線211の対応する相の巻線に電気的に接続されている。   The side opposite to the lower arm connection side of each upper arm (in the case of IGBT, the collector electrode side) is led out from the DC side of the power module 310 and is electrically connected to the positive side of the battery device 100. The side opposite to the upper arm connection side of each lower arm (emitter electrode side in the case of IGBT) is led out from the DC side of the power module 310 and is electrically connected to the negative side of the battery device 100. The middle point of each arm, that is, the connection point between the lower arm connection side of the upper arm (in the case of IGBT, the emitter electrode side of the upper arm) and the upper arm connection side of the lower arm (in the case of IGBT, the collector electrode side of the lower arm) Is derived from the AC side of the power module 310 to the outside and is electrically connected to the corresponding phase winding of the armature winding 211.

電解コンデンサ320は、スイッチング半導体素子の高速スイッチング動作に起因して生じる電圧変動を抑制する平滑用コンデンサである。平滑用コンデンサとしては電解コンデンサ320の代わりにフィルムコンデンサを用いてもよい。   The electrolytic capacitor 320 is a smoothing capacitor that suppresses voltage fluctuation caused by the high-speed switching operation of the switching semiconductor element. A film capacitor may be used instead of the electrolytic capacitor 320 as the smoothing capacitor.

モータ制御装置340は、車両全体の制御を司る車両制御装置8から出力されたトルク指令信号を受けて、六つのスイッチング半導体素子に対するスイッチング指令信号(例えばPWM(パルス幅変調)信号)を生成し、駆動回路330に出力する電子回路装置であり、マイクロコンピュータなどの演算処理装置を含む複数の電子部品が回路基板に実装されることにより構成され、パワーモジュール310とは熱的に隔絶されたインバータ筐体内に配置されている。   The motor control device 340 receives the torque command signal output from the vehicle control device 8 that controls the entire vehicle, and generates switching command signals (for example, PWM (pulse width modulation) signals) for the six switching semiconductor elements. This is an electronic circuit device that outputs to the drive circuit 330, and is configured by mounting a plurality of electronic components including an arithmetic processing device such as a microcomputer on a circuit board, and is thermally isolated from the power module 310. Placed in the body.

駆動回路330は、モータ制御装置340から出力されたスイッチング指令信号を受けて、六つのスイッチング半導体素子に対する駆動信号を生成し、六つのスイッチング半導体素子のゲート電極に出力する電子回路装置であり、スイッチング半導体素子や増幅器などの複数の電子部品が回路基板に実装されることにより構成され、パワーモジュール310の近傍、例えばパワーモジュール310のケース上部に配置されている。   The drive circuit 330 is an electronic circuit device that receives the switching command signal output from the motor control device 340, generates drive signals for the six switching semiconductor elements, and outputs them to the gate electrodes of the six switching semiconductor elements. A plurality of electronic components such as semiconductor elements and amplifiers are mounted on a circuit board, and are arranged in the vicinity of the power module 310, for example, in the upper part of the case of the power module 310.

《車両制御装置の機能》
車両制御装置8は、運転者からのトルク要求,車両の速度など、車両の運転状態を示す複数の状態パラメータに基づいて、モータ制御装置340に対するモータトルク指令信号及びエンジン制御装置(図示省略)に対するエンジントルク指令信号をそれぞれ生成し、それぞれトルク指令信号を、対応する制御装置に出力する。
《Functions of vehicle control device》
The vehicle control device 8 responds to a motor torque command signal for the motor control device 340 and an engine control device (not shown) based on a plurality of state parameters indicating the driving state of the vehicle, such as a torque request from the driver and a vehicle speed. Each engine torque command signal is generated, and the torque command signal is output to the corresponding control device.

尚、エンジン制御装置は、エンジン4のコンポーネントである空気絞り弁,燃料噴射弁,吸排気弁などの駆動を制御する電子機器である。   The engine control device is an electronic device that controls driving of an air throttle valve, a fuel injection valve, an intake / exhaust valve, and the like, which are components of the engine 4.

《バッテリ装置の構成》
バッテリ装置100は、モータジェネレータ200の駆動用電源を構成する、公称出力電圧200ボルト以上の高電圧で、これまでのハイブリッド自動車用駆動バッテリよりも出力密度及びエネルギー密度が高い蓄電装置であり、ジャンクションボックス400を介してインバータ装置300及び充電器500に電気的に接続されている。
<Battery device configuration>
Battery device 100 is a power storage device that constitutes a power supply for driving motor generator 200 and has a high output density and energy density higher than that of a conventional hybrid vehicle drive battery. It is electrically connected to the inverter device 300 and the charger 500 via the box 400.

バッテリ装置100は、インバータ装置300及び充電器500によって充放電される蓄電装置であり、主要部として電池モジュール110及び制御装置を備えている。   The battery device 100 is a power storage device that is charged and discharged by the inverter device 300 and the charger 500, and includes a battery module 110 and a control device as main parts.

電池モジュール110及び制御装置は、計測器,冷却装置(例えば冷却媒体として冷却空気を採用する場合には電池モジュール110に送風する冷却ファン),リレーなどを含む他の構成部品と共に一つの電源筐体内に収納されている。電源筐体は、車室内の座席の下或いはトランクルーム若しくは床下などに設置される。電源筐体には、インバータ装置300及び充電器500など、バッテリ装置100と同様の高電圧機器を一つに纏めて収納してもよい。   The battery module 110 and the control device are included in one power supply case together with other components including a measuring instrument, a cooling device (for example, a cooling fan that blows air to the battery module 110 when cooling air is used as a cooling medium), and a relay. It is stored in. The power supply casing is installed under a seat in the vehicle cabin or under a trunk room or a floor. In the power supply housing, high voltage devices similar to the battery device 100 such as the inverter device 300 and the charger 500 may be housed together.

《電池モジュールの構成》
電池モジュール110は、電気エネルギーの出し入れが可能な貯蔵庫であり、インバータ装置300及び充電器500に電気的に接続されている。
《Battery module configuration》
The battery module 110 is a storage where electric energy can be taken in and out, and is electrically connected to the inverter device 300 and the charger 500.

電池モジュール110は、電気エネルギーの蓄積及び放出(直流電力の充放電)が可能な複数のリチウムイオン電池セル111(以下、単に「電池セル111」と記述する)を備えている。複数の電池セル111は、収納ケース(モジュールケース)の内部に配置されて電気的に直列に接続されている。これにより、電池モジュール110には一つの組電池が構成される。電池セル111は電池モジュール110における最小の構成単位であり、単電池と呼ばれる場合もある。電池セル111の公称出力電圧は3.0〜4.2ボルト(平均公称出力電圧が3.6ボルト)である。   The battery module 110 includes a plurality of lithium ion battery cells 111 (hereinafter simply referred to as “battery cells 111”) capable of storing and releasing electrical energy (charging and discharging DC power). The plurality of battery cells 111 are arranged inside a storage case (module case) and are electrically connected in series. Thereby, one assembled battery is comprised in the battery module 110. FIG. The battery cell 111 is the smallest structural unit in the battery module 110 and may be called a single battery. The nominal output voltage of the battery cell 111 is 3.0 to 4.2 volts (the average nominal output voltage is 3.6 volts).

複数の電池セル111は、その状態管理上及び制御上、所定の単位数により区分されて複数の電池群に分けられている。別な言い方をすれば、所定の数の電池セル111が電気的に直列に接続されて一つの電池群が構成され、その電池群が複数、電気的に直列に接続されて組電池が構成されている。所定の単位数としては、例えば4個,6個,10個,12個・・・というように、最高電位側から最低電池側に向かって電位の順にしたがって等区分とする。また、所定の単位数としては、4個と6個との組み合わせ・・・というように、最高電位側から最低電池側に向かって電位の順にしたがって複合区分とする場合もある。   The plurality of battery cells 111 are divided into a plurality of battery groups by being divided by a predetermined number of units in terms of state management and control. In other words, a predetermined number of battery cells 111 are electrically connected in series to form one battery group, and a plurality of the battery groups are electrically connected in series to form an assembled battery. ing. As the predetermined number of units, for example, four, six, ten, twelve, and so on are divided equally according to the order of potential from the highest potential side to the lowest battery side. Further, as the predetermined number of units, there may be a combination classification according to the order of potentials from the highest potential side to the lowest battery side, such as a combination of 4 and 6 units.

PHEV1においては、実際には100本前後〜200本前後の電池セル111が搭載され、電気的に直列或いは直並列に接続される。   In PHEV1, about 100 to about 200 battery cells 111 are actually mounted, and are electrically connected in series or series-parallel.

尚、電池モジュール110の実際の構成については後述する。   The actual configuration of the battery module 110 will be described later.

《センサの構成》
電池モジュール110の正極側とインバータ装置300(パワーモジュール310)の直流正極側との間の充放電路には、電池モジュール110からインバータ装置300(パワーモジュール310)に供給される電流、或いはインバータ装置300(パワーモジュール310)から電池モジュール110に供給される電流を検出するための電流計測器(回路)又は電流センサが電気的に直列に接続されている。電池モジュール110の正極及び負極の間には、電池モジュール110の正極及び負極の間の電圧(総電圧)を検出するための電圧計測器(回路)又は電圧センサが電気的に並列に接続されている。電池モジュール110の内部には、複数の温度計測器(回路)又はサーミスタや熱電対などの温度センサが設けられている。
<Sensor configuration>
In the charge / discharge path between the positive electrode side of the battery module 110 and the DC positive electrode side of the inverter device 300 (power module 310), the current supplied from the battery module 110 to the inverter device 300 (power module 310) or the inverter device. A current measuring device (circuit) or a current sensor for detecting a current supplied from 300 (power module 310) to the battery module 110 is electrically connected in series. Between the positive electrode and the negative electrode of the battery module 110, a voltage measuring device (circuit) or a voltage sensor for detecting a voltage (total voltage) between the positive electrode and the negative electrode of the battery module 110 is electrically connected in parallel. Yes. Inside the battery module 110, a plurality of temperature measuring devices (circuits) or temperature sensors such as a thermistor and a thermocouple are provided.

《制御装置の構成》
制御装置は、複数の電子回路部品から構成された電子制御装置であり、電池モジュール110の状態を管理及び制御すると共に、インバータ装置300及び充電器500に許容充放電量を提供して、電池モジュール110における電気エネルギーの出入りを制御する。
<Control device configuration>
The control device is an electronic control device composed of a plurality of electronic circuit components, manages and controls the state of the battery module 110, and provides an allowable charge / discharge amount to the inverter device 300 and the charger 500, thereby providing a battery module. Controls the entry and exit of electrical energy at 110.

機能上、制御装置は、二つの階層に分かれて構成されており、バッテリ装置100内において上位(親)に相当するバッテリ制御装置130と、バッテリ制御装置130に対して下位(子)に相当するセル制御装置120とを備えている。   Functionally, the control device is configured to be divided into two layers. The battery control device 130 corresponds to the upper (parent) in the battery device 100, and corresponds to the lower (child) of the battery control device 130. Cell controller 120.

バッテリ制御装置130及びセル制御装置120は、お互いに電気信号の授受ができるように通信回路によって接続されている。バッテリ制御装置130及びセル制御装置120は動作電源が異なり、お互いに基準電位が異なる。すなわちセル制御装置120は、シャーシグランドから浮動状態にある電池モジュール110を電源としているのに対して、バッテリ制御装置130は、シャーシグランドを基準電位とする車載補機用低圧バッテリ(例えば14ボルト系バッテリ)を電源としている。このため、バッテリ制御装置130とセル制御装置120との間の通信線(信号伝送路)の途中には絶縁素子140が設けられており、絶縁素子140の一方側の通信線(信号伝送路)と絶縁素子140の他方側の通信線(信号伝送路)との間が電気的に絶縁されている。これにより、バッテリ制御装置130とセル制御装置120との間において、基準電位の異なる電気信号により信号伝送が可能になる。   The battery control device 130 and the cell control device 120 are connected by a communication circuit so that electrical signals can be exchanged between them. The battery control device 130 and the cell control device 120 have different operating power supplies and different reference potentials. That is, the cell control device 120 uses the battery module 110 that is floating from the chassis ground as a power source, whereas the battery control device 130 uses a low voltage battery for in-vehicle auxiliary equipment (for example, a 14-volt system) that uses the chassis ground as a reference potential. Battery). For this reason, the insulating element 140 is provided in the middle of the communication line (signal transmission path) between the battery control device 130 and the cell control apparatus 120, and the communication line (signal transmission path) on one side of the insulating element 140 is provided. And the communication line (signal transmission path) on the other side of the insulating element 140 are electrically insulated. This enables signal transmission between the battery control device 130 and the cell control device 120 using electrical signals having different reference potentials.

絶縁素子140としてはフォトカプラを用いた場合を例に挙げて説明する。フォトカプラは、電気信号を発光側において光信号に変換して受光側に伝送し、受光側路において光信号を電気信号に変換する光学素子である。絶縁素子140としてはカップリングコンデンサ,変圧器などの他の絶縁素子を用いても構わない。カップリングコンデンサは直流電流を流さず、交流電流(電気信号)を流す容量性結合素子である。変圧器は電気信号を一次側において磁気信号に変換して二次側に伝送し、二次側において磁気信号を電気信号に変換する磁気素子である。   The case where a photo coupler is used as the insulating element 140 will be described as an example. The photocoupler is an optical element that converts an electrical signal into an optical signal on the light emitting side and transmits it to the light receiving side, and converts the optical signal into an electrical signal on the light receiving side path. As the insulating element 140, other insulating elements such as a coupling capacitor and a transformer may be used. The coupling capacitor is a capacitive coupling element that does not pass a direct current but flows an alternating current (electric signal). A transformer is a magnetic element that converts an electrical signal into a magnetic signal on the primary side and transmits it to the secondary side, and converts the magnetic signal into an electrical signal on the secondary side.

通信回路は二つのシリアル通信回路から構成されている。バッテリ制御装置130とセル制御装置120との間では、セル制御装置120を動作させる指令信号などのように、複数の領域が設けられた複数バイトの信号が一つのシリアル通信回路を介して伝送されるようになっていると共に、異常有無を示すHigh/Lowレベルのフラグ信号や異常を確認するHigh/Lowレベルのテスト信号などのように、1ビットの信号が他の一つのシリアル通信回路を介して伝送されるようになっている。シリアル通信回路には、LIN(Local Interconnect Network)と呼ばれる通信方式を採用している。LINと呼ばれる通信方式は、CAN(Controller Area Network)と呼ばれる通信方式のサブネットワーク方式に位置付けられている。   The communication circuit is composed of two serial communication circuits. Between the battery control device 130 and the cell control device 120, a multi-byte signal having a plurality of areas is transmitted via a single serial communication circuit, such as a command signal for operating the cell control device 120. A 1-bit signal passes through another serial communication circuit, such as a high / low level flag signal indicating the presence or absence of an abnormality or a high / low level test signal for confirming an abnormality. Are transmitted. The serial communication circuit employs a communication system called LIN (Local Interconnect Network). A communication method called LIN is positioned as a sub-network method of a communication method called CAN (Controller Area Network).

尚、本実施形態では、二つのシリアル通信回路を備えた場合を例に挙げて説明する。通信回路の数としては、一つ或いは三つ以上であっても構わない。   In the present embodiment, a case where two serial communication circuits are provided will be described as an example. The number of communication circuits may be one or three or more.

指令信号はバッテリ制御装置130から一つのシリアル通信回路を介してセル制御装置120に送信されると共に、一つのシリアル通信回路を介してバッテリ制御装置130に戻る。コマンド信号としては、各電池セル111の検出された端子電圧の送信を要求するための指令信号,電池セル111の充電状態の調整を実行させるための指令信号,セル制御装置120を起動させるための指令信号,セル制御装置120の動作を停止させるための指令信号,セル制御装置120から通知された異常の内容を確認するための指令信号などがある。   The command signal is transmitted from the battery control device 130 to the cell control device 120 via one serial communication circuit, and returns to the battery control device 130 via one serial communication circuit. As the command signal, a command signal for requesting transmission of the detected terminal voltage of each battery cell 111, a command signal for executing adjustment of the state of charge of the battery cell 111, and for starting the cell control device 120 There are a command signal, a command signal for stopping the operation of the cell control device 120, a command signal for confirming the content of the abnormality notified from the cell control device 120, and the like.

異常有無を示すHigh/Lowレベルのフラグ信号は、セル制御装置120を構成する複数の集積回路のそれぞれにおいて、内部回路や回路素子に、例えば各電池セル111の端子電圧を検出する電圧検出回路や、バイパス回路を構成するスイッチング半導体素子に異常がある場合、或いは電池群を構成する複数の電池セル111のいずれかに過充放電(特に過充電)の異常がある場合、異常を検出した集積回路から他の一つのシリアル通信回路を介してバッテリ制御装置130に送信される。これにより、バッテリ制御装置130は異常有無を速やかに認知でき、車両制御装置8及びモータ制御装置340などの上位制御装置に異常有無を速やかに通報できると共に、後述するリレーの開放による充放電禁止などの異常対応を速やかに実行できる。   A high / low level flag signal indicating the presence / absence of an abnormality is transmitted to an internal circuit or a circuit element in each of a plurality of integrated circuits constituting the cell control device 120, for example, a voltage detection circuit that detects a terminal voltage of each battery cell 111, In the case where there is an abnormality in the switching semiconductor element constituting the bypass circuit, or when there is an abnormality in overcharge / discharge (particularly overcharge) in any of the plurality of battery cells 111 constituting the battery group, the integrated circuit detecting the abnormality To the battery control device 130 via another serial communication circuit. Thereby, the battery control device 130 can quickly recognize the presence / absence of an abnormality, can promptly notify the host control device such as the vehicle control device 8 and the motor control device 340 of the presence / absence of an abnormality, and prohibits charging / discharging by opening a relay described later. It is possible to respond quickly to any abnormalities.

異常を確認するHigh/Lowレベルのテスト信号は、他の一つのシリアル通信回路が断線しているか否や、セル制御装置120を構成する複数の集積回路のそれぞれにおいて、他の一つのシリアル通信回路に電気的に接続された信号入出力回路に異常があるか否かを確認するための信号であって、バッテリ制御装置130から他の一つのシリアル通信回路を介してセル制御装置120に送信され、セル制御装置120から他の一つのシリアル通信回路を介してバッテリ制御装置130に戻る。もし、他の一つのシリアル通信回路に断線の異常がある場合には、例えばバッテリ制御装置130から出力されたHighレベルのテスト信号がLowレベルの信号としてバッテリ制御装置130に戻ってくる。これにより、バッテリ制御装置130は他の一つのシリアル通信系の異常を検知することができる。   The High / Low level test signal for confirming the abnormality is transmitted to the other serial communication circuit in each of the plurality of integrated circuits constituting the cell control device 120, whether or not the other serial communication circuit is disconnected. It is a signal for confirming whether there is an abnormality in the signal input / output circuit that is electrically connected, and is transmitted from the battery control device 130 to the cell control device 120 via another serial communication circuit, The cell controller 120 returns to the battery controller 130 via another serial communication circuit. If there is a disconnection abnormality in another serial communication circuit, for example, a High level test signal output from the battery control device 130 returns to the battery control device 130 as a Low level signal. Thereby, the battery control apparatus 130 can detect an abnormality in another serial communication system.

《セル制御装置の構成》
セル制御装置120は、バッテリ制御装置130から出力された指令信号に基づいて、バッテリ制御装置130の手足となって動作し、複数の電池セル111のそれぞれの状態を管理及び制御する複数のセルコントロール集積回路(以下、「セルコンIC(Integrated Circuit)」という)を備えている。複数のセルコンICは、前述した複数の電池群のそれぞれに個別に対応して設けられて、対応する電池群を構成する複数の電池セル111のそれぞれの状態を管理及び制御するように、セル制御装置120を構成する他の構成部品、例えばノイズ除去用或いは保護用の回路素子、さらには前述した絶縁素子140と共に回路基板に実装されている。
<Configuration of cell control device>
The cell control device 120 operates as a limb of the battery control device 130 based on the command signal output from the battery control device 130, and manages and controls each state of the plurality of battery cells 111. An integrated circuit (hereinafter referred to as a “cell-con IC (Integrated Circuit)”) is provided. The plurality of cell control ICs are provided individually corresponding to each of the plurality of battery groups described above, and the cell control is performed so as to manage and control the respective states of the plurality of battery cells 111 constituting the corresponding battery group. Other components constituting the device 120, such as circuit elements for noise removal or protection, and the insulating element 140 described above are mounted on a circuit board.

複数のセルコンICはそれぞれ、対応する電池群を構成する複数の電池セル111のそれぞれの正極及び負極に電気的に接続されている。これにより、複数のセルコンICはそれぞれ、対応する電池群を構成する複数の電池セル111のそれぞれの正極及び負極の間の端子電圧を取り込んで検出する。また、複数のセルコンICはそれぞれ、対応する電池群を構成する複数の電池セル111のうち、最も高電位に位置する電池セル111の正極側と、最も低電位に位置する電池セル111の負極側との間の電圧を、内部回路(例えば端子電圧を検出するためのアナログディジタル変換器)の動作電圧(例えば3〜5v)を生成させるための電源電圧として入力する。さらに、複数のセルコンICはそれぞれ、対応する電池群を構成する複数の電池セル111のうち、最も低電位に位置する電池セル111の負極側の電位を基準電位として入力する。   Each of the plurality of cell control ICs is electrically connected to the positive electrode and the negative electrode of each of the plurality of battery cells 111 constituting the corresponding battery group. Thereby, each of the plurality of cell control ICs captures and detects the terminal voltages between the positive electrodes and the negative electrodes of the plurality of battery cells 111 constituting the corresponding battery group. Each of the plurality of cell control ICs includes a positive electrode side of the battery cell 111 positioned at the highest potential and a negative electrode side of the battery cell 111 positioned at the lowest potential among the plurality of battery cells 111 constituting the corresponding battery group. Is input as a power supply voltage for generating an operating voltage (for example, 3 to 5 V) of an internal circuit (for example, an analog / digital converter for detecting a terminal voltage). Further, each of the plurality of cell control ICs inputs, as a reference potential, the potential on the negative electrode side of the battery cell 111 positioned at the lowest potential among the plurality of battery cells 111 constituting the corresponding battery group.

複数のセルコンICはそれぞれ、バッテリ制御装置130から出力された、充電状態の調整に関する指令信号に基づいて、対応する電池群を構成する複数の電池セル111のうち、充電状態の調整が必要な電池セル111について充電状態を調整する。このため、セル制御装置120は、複数の電池セル111のそれぞれの正極及び負極の間に電気的に並列に接続されるバイパス回路を備えている。バイパス回路は、抵抗とスイッチング半導体素子とを電気的に直列に接続した直列回路により構成されている。抵抗はセルコンICの外部に外付けされている。スイッチング半導体素子はセルコンICの内部に内臓されている。   Each of the plurality of cell control ICs is a battery that requires adjustment of the charge state among the plurality of battery cells 111 constituting the corresponding battery group based on the command signal related to the adjustment of the charge state output from the battery control device 130. The state of charge of the cell 111 is adjusted. For this reason, the cell control device 120 includes a bypass circuit that is electrically connected in parallel between the positive and negative electrodes of the plurality of battery cells 111. The bypass circuit is configured by a series circuit in which a resistor and a switching semiconductor element are electrically connected in series. The resistor is externally attached to the cell capacitor IC. The switching semiconductor element is built in the cellcon IC.

ここで、充電状態の調整が必要な電池セル111とは、例えば複数の電池セル111の端子間電圧のうち、最高端子電圧と最低端子電圧との平均(中間)値である平均充電状態よりも所定以上高い充電状態にある電池セル111を示す。また、バッテリ制御装置130は、充電状態の調整が必要な電池セル111の充電状態に基づいて、その電池セル111の放電時間を求め、その放電時間に関する情報を指令信号として、一つのシリアル通信回路によって、充電状態の調整が必要な電池セル111に対応するセルコンICに伝送する。   Here, the battery cell 111 that requires adjustment of the charge state is, for example, an average charge state that is an average (intermediate) value of the highest terminal voltage and the lowest terminal voltage among the inter-terminal voltages of the plurality of battery cells 111. The battery cell 111 in a charged state higher than a predetermined level is shown. In addition, the battery control device 130 obtains the discharge time of the battery cell 111 based on the charge state of the battery cell 111 that needs to be adjusted, and uses the information related to the discharge time as a command signal as one serial communication circuit. Is transmitted to the cell controller IC corresponding to the battery cell 111 that needs to be charged.

尚、本実施形態では、バイパス回路を構成する抵抗をセルコンICの外部に外付けし、パイパス回路を構成するスイッチング半導体素子をセルコンICの内部に内蔵した場合を例に挙げて説明するが、バイパス回路を構成する抵抗及びスイッチング半導体素子の両方をセルコンICの外部に外付けしても構わないし、セルコンICの内部に内蔵しても構わない。   In the present embodiment, a case where a resistor constituting the bypass circuit is externally attached to the outside of the cell capacitor IC and a switching semiconductor element constituting the bypass circuit is built in the cell capacitor IC will be described as an example. Both the resistor and the switching semiconductor element constituting the circuit may be externally attached to the outside of the cellcon IC, or may be incorporated inside the cellcon IC.

充電状態の調整に関する(放電時間に関する)指令信号がバッテリ制御装置130から、充電状態の調整が必要な電池セル111に対応するセルコンICに一つのシリアル通信回路を介して伝送されると、充電状態の調整が必要な電池セル111に対応するセルコンICは、入力した指令信号に基づいて、内臓された、充電状態の調整が必要な電池セル111に対応するスイッチング半導体素子を導通(オン)させる。これにより、充電状態の調整が必要な電池セル111に対応するスイッチング半導体素子が導通(オン)する。   When a command signal related to the adjustment of the charging state (related to the discharge time) is transmitted from the battery control device 130 to the cell controller IC corresponding to the battery cell 111 that needs the adjustment of the charging state via one serial communication circuit, the charging state The cell control IC corresponding to the battery cell 111 that needs to be adjusted causes the built-in switching semiconductor element corresponding to the battery cell 111 that needs to be adjusted to be charged, based on the input command signal. As a result, the switching semiconductor element corresponding to the battery cell 111 that needs to be charged is turned on.

充電状態の調整が必要な電池セル111に対応するスイッチング半導体素子が導通(オン)すると、充電状態の調整が必要な電池セル111に対応するバイパス回路が、充電状態の調整が必要な電池セル111に対して電気的に接続される。これにより、電気的な閉ループが形成され、充電状態の調整が必要な電池セル111は放電を開始する。充電状態の調整が必要な電池セル111が放電を開始すると、充電状態の調整が必要な電池セル111から出力された電流は抵抗に流れ、熱として消費される。充電状態の調整が必要な電池セル111に対応するスイッチング半導体素子の導通(オン)は、指令信号に基づいて指示された放電時間分だけ継続する。この間、充電状態の調整が必要な電池セル111から出力された電流は抵抗によって熱として消費される。これにより、充電状態の調整が必要な電池セル111の充電量が減少し、充電状態の調整が必要な電池セル111はその充電状態が平均充電状態に近づくように調整される。   When the switching semiconductor element corresponding to the battery cell 111 that needs to be charged is turned on, the bypass circuit corresponding to the battery cell 111 that needs to be charged is adjusted to the battery cell 111 that needs to be charged. Is electrically connected. As a result, an electrical closed loop is formed, and the battery cell 111 that needs to be charged is started to discharge. When the battery cell 111 that needs to be adjusted in the charging state starts discharging, the current output from the battery cell 111 that needs to be adjusted in the charging state flows to the resistor and is consumed as heat. The conduction (ON) of the switching semiconductor element corresponding to the battery cell 111 that needs to be adjusted in the charge state continues for the discharge time instructed based on the command signal. During this time, the current output from the battery cell 111 that needs to be charged is consumed as heat by the resistor. Thereby, the charge amount of the battery cell 111 that needs to be adjusted in the charged state is reduced, and the battery cell 111 that needs to be adjusted in the charged state is adjusted so that the charged state approaches the average charged state.

複数のセルコンICはそれぞれ、異常診断するための回路を備えている。前述のように、異常診断としては、大きく分けて、電池セル111側の異常診断、すなわち複数のセルコンICのそれぞれに対応する電池群を構成する複数の電池セル111が過放電或いは過充電であるか否かの診断と、セル制御装置120側の異常診断の二つがある。前者の異常診断では、前述した電圧検出によって計測した電池セル111の端子間電圧と過放電閾値及び過充電閾値とを比較し、端子電圧が過放電閾値を下回った場合には過放電、端子電圧が過充電閾値を上回った場合には過充電と診断する。後者の異常診断には、複数のセルコンICのそれぞれの電圧検出回路に異常があるか否かの診断、バイパス回路を構成するスイッチング半導体素子が異常か否かの診断、セルコンICの内部温度が許容温度以上であるか否かなどの診断を含む複数の異常診断がある。   Each of the plurality of cell controller ICs includes a circuit for diagnosing an abnormality. As described above, the abnormality diagnosis is broadly divided into abnormality diagnosis on the battery cell 111 side, that is, the plurality of battery cells 111 constituting the battery group corresponding to each of the plurality of cell controller ICs are overdischarged or overcharged. There are two types of diagnosis: an abnormality diagnosis on the cell control device 120 side. In the former abnormality diagnosis, the voltage between the terminals of the battery cell 111 measured by the voltage detection described above is compared with the overdischarge threshold and the overcharge threshold, and when the terminal voltage falls below the overdischarge threshold, the overdischarge, the terminal voltage Is overcharged, it is diagnosed as overcharged. The latter abnormality diagnosis includes diagnosis of whether or not there is an abnormality in each voltage detection circuit of a plurality of cellcon ICs, diagnosis of whether or not a switching semiconductor element constituting the bypass circuit is abnormal, and the internal temperature of the cellcon IC is allowable. There are a plurality of abnormality diagnoses including a diagnosis of whether or not the temperature is over.

上記異常診断により異常が検出された場合には、その異常を検出したセルコンICは、異常有無を示すHigh/Lowレベルの1ビット信号を他の一つのシリアル通信回路を介してバッテリ制御装置130に送信する。また、複数のセルコンICはそれぞれ、電池セル111の過放電及び過充電の異常フラグ、内部回路診断の異常フラグを記憶しており、一つのシリアル通信回路を介してバッテリ制御装置130から異常内容の確認要求に関する指令信号が送信されてきた場合には、記憶されている異常フラグに対応した異常内容を確認できるデータを、一つのシリアル通信回路を介してバッテリ制御装置130に出力する。これにより、バッテリ制御装置130は異常内容を確認できる。   When an abnormality is detected by the abnormality diagnosis, the cell controller IC that detects the abnormality transmits a High / Low level 1-bit signal indicating the presence / absence of abnormality to the battery control device 130 via another serial communication circuit. Send. Each of the plurality of cell controller ICs stores an over-discharge and over-charge abnormality flag of the battery cell 111 and an abnormality flag for internal circuit diagnosis, and the abnormality information from the battery control device 130 is stored via one serial communication circuit. When a command signal related to the confirmation request is transmitted, data that can confirm the content of the abnormality corresponding to the stored abnormality flag is output to the battery control device 130 via one serial communication circuit. Thereby, the battery control apparatus 130 can confirm the abnormal content.

《バッテリ制御装置の構成》
バッテリ制御装置130は、電池モジュール110の状態を管理及び制御すると共に、車両制御装置8又はモータ制御装置340に許容充放電量を通知して、電池モジュール110における電気エネルギーの出入りを制御する電子制御装置であり、マイクロコントローラを備えている。マイクロコントローラは集積回路に組み込まれ、他の電子回路部品と共に回路基板に実装されている。他の電子回路部品としては、例えば電圧計測器,電源回路(14ボルト系バッテリから供給された12ボルトの電圧を例えば5ボルトの電圧に降圧してマイクロコントローラに供給してマイクロコントローラを駆動させるレギュレータ回路),リーク検出器(電池モジュール110からモータジェネレータ200に至るまでの強電系と、弱電系の基準電位となるシャーシグランドとの間が電気的に接続されて(短絡して)いるか否かを検出するための計測器)などがある。
<Configuration of battery control device>
The battery control device 130 manages and controls the state of the battery module 110, notifies the vehicle control device 8 or the motor control device 340 of the allowable charge / discharge amount, and controls electronic energy in and out of the battery module 110. The device is equipped with a microcontroller. The microcontroller is incorporated in an integrated circuit and mounted on a circuit board along with other electronic circuit components. Other electronic circuit components include, for example, a voltage measuring device, a power supply circuit (a regulator that drives the microcontroller by stepping down a 12 volt voltage supplied from a 14 volt battery to a 5 volt voltage, for example, and supplying the voltage to the microcontroller. Circuit), leak detector (whether or not the strong electric system from the battery module 110 to the motor generator 200 and the chassis ground serving as the reference potential of the weak electric system are electrically connected (short circuited). Measuring instrument for detecting).

尚、本実施形態では、バッテリ制御装置130を、セル制御装置120を構成する回路基板とは分離した別の回路基板に構成した場合を例に挙げて説明するが、両制御装置を一つの回路基板に構成しても構わない。   In the present embodiment, the case where the battery control device 130 is configured on another circuit board separated from the circuit board configuring the cell control device 120 will be described as an example. You may comprise on a board | substrate.

バッテリ制御装置130には、前述した電流計測器,電圧計測器及び温度計測器から出力された計測信号,セル制御装置120から戻った指令信号(データ領域に要求したデータが書き込まれた指令信号)や他の一つのシリアル通信系の異常診断するためのテスト信号,セル制御装置120から出力された異常を示す1ビット信号,イグニションキースイッチの動作に基づくオンオフ信号、及び上位制御装置である車両制御装置8又はモータ制御装置340から出力された信号を含む複数の信号が入力されている。イグニションキースイッチの動作に基づくオンオフ信号、及び上位制御装置である車両制御装置8又はモータ制御装置340から出力された信号は、前述したCAN(Controller Area Network)と呼ばれる、バッテリ制御装置130,車両制御装置8,モータ制御装置340などの自動車内の複数の制御装置の間を接続してお互いの情報を送受信するためのローカルエリアネットワークを介してバッテリ制御装置130に入力されている。   The battery control device 130 includes a measurement signal output from the current measuring device, voltage measuring device, and temperature measuring device described above, and a command signal returned from the cell control device 120 (command signal in which requested data is written in the data area). And other one serial communication system abnormality diagnosis test signal, 1-bit signal indicating abnormality output from the cell controller 120, on / off signal based on the operation of the ignition key switch, and vehicle control as a host controller A plurality of signals including signals output from the device 8 or the motor control device 340 are input. An on / off signal based on the operation of the ignition key switch, and a signal output from the vehicle control device 8 or the motor control device 340 as a host control device are referred to as the above-described CAN (Controller Area Network) battery control device 130, vehicle control. The information is input to the battery control device 130 via a local area network for connecting a plurality of control devices in the automobile such as the device 8 and the motor control device 340 and transmitting / receiving information to / from each other.

バッテリ制御装置130は、それらの入力信号から得られた情報、予め設定された電池セル111の特性情報及び演算に必要な演算情報を含む複数の情報に基づいて、電池モジュール110の状態(例えば電池モジュール110の充電状態「以下、SOC(State Of Charge)という」及び劣化状態「以下、SOH(State Of Health)という」などを検知するための演算,電池モジュール110を制御するための演算、及び電池モジュール110の充放電量を制御するための演算を含む複数の演算を実行する。そして、バッテリ制御装置130は、それらの演算結果に基づいて、セル制御装置120に対する指令信号,電池モジュール110の充放電量を制御するための許容充放電量に関する信号,電池モジュール110のSOCに関する信号、及び電池モジュール110のSOHに関する信号を含む複数の信号を生成して出力する。   The battery control device 130 determines the state of the battery module 110 (for example, the battery) based on a plurality of pieces of information including information obtained from the input signals, preset characteristic information of the battery cell 111 and calculation information necessary for the calculation. Calculation for detecting the charging state of the module 110 "hereinafter referred to as SOC (State Of Charge)" and the deterioration state "hereinafter referred to as SOH (State Of Health)", calculation for controlling the battery module 110, and battery The battery control device 130 executes a plurality of calculations including a calculation for controlling the charge / discharge amount of the module 110. Based on the calculation results, the battery control device 130 receives a command signal for the cell control device 120, and the charge / discharge of the battery module 110. A signal related to the allowable charge / discharge amount for controlling the discharge amount, a signal related to the SOC of the battery module 110, It generates and outputs a plurality of signals including signals regarding SOH of the module 110.

バッテリ制御装置130から出力された信号のうち、許容充放量(許容充放電電流又は許容充放電電力)に関する信号,SOCに関する信号,SOHに関する信号、及び異常状態通知に関する信号は、上位制御装置である車両制御装置8又はモータ制御装置340に対してローカルエリアネットワーク(CAN)を介して出力される。このうち、許容充放電量に関する信号は、許容充放電量の範囲においてバッテリ装置100が充放電され、車両制御装置8から出力されたトルク指令信号に基づく交流電力がパワーモジュール310からモータジェネレータ200に供給されるように、また、車両制御装置8から出力されたトルク指令信号に基づいて、モータジェネレータ200から出力された交流電力がパワーモジュール310により直流電力に変換されてバッテリ装置100に供給されるように、モータ制御装置340に入力される。モータ制御装置340は、許容充放電量に関する信号及び車両制御装置8から出力されたトルク指令信号に基づいて、パワーモジュール310のスイッチング半導体素子のオンオフが制御されるように、パワーモジュール310のスイッチング半導体素子を駆動する駆動回路330にスイッチング指令信号を出力する。   Of the signals output from the battery control device 130, a signal related to the allowable charge / discharge amount (allowable charge / discharge current or allowable charge / discharge power), a signal related to the SOC, a signal related to the SOH, and a signal related to the notification of the abnormal state are higher-level control devices. The data is output to the vehicle control device 8 or the motor control device 340 via a local area network (CAN). Among these, the signal regarding the allowable charge / discharge amount is that the battery device 100 is charged / discharged within the range of the allowable charge / discharge amount, and AC power based on the torque command signal output from the vehicle control device 8 is sent from the power module 310 to the motor generator 200. The AC power output from the motor generator 200 is converted into DC power by the power module 310 and supplied to the battery device 100 based on the torque command signal output from the vehicle control device 8. In this way, it is input to the motor control device 340. The motor control device 340 switches the switching semiconductor of the power module 310 so that on / off of the switching semiconductor element of the power module 310 is controlled based on the signal regarding the allowable charge / discharge amount and the torque command signal output from the vehicle control device 8. A switching command signal is output to the drive circuit 330 that drives the element.

バッテリ制御装置130はリーク検出装置(図示省略)を備えている。リーク検出装置は、MCU(ディジタル処理部)及びアナログ処理部から構成されており、電池モジュール110からモータジェネレータ200までの強電系と、弱電系の基準電位となるシャーシグランドとの間に、それらの間の電気的な接続によってリークが生じているか否かを検出する。   The battery control device 130 includes a leak detection device (not shown). The leak detection device includes an MCU (digital processing unit) and an analog processing unit. Between the strong electric system from the battery module 110 to the motor generator 200 and the chassis ground serving as the reference potential of the weak electric system, It is detected whether or not there is a leak due to the electrical connection between them.

リーク検出方式には交流方式及び直流方式と呼ばれる両方式がある。交流方式は、電池モジュール110の正極側或いは負極側に電気的に接続された容量性結合素子(カップリングコンデンサ)に対してMCUから交流波形(例えば矩形波)を注入し、この注入によって得られた応答波形のディジタル値と閾値とを比較することにより、リークの有無を検出する方式である。直流方式は、電池モジュール110の正極とシャーシグランドとの間に電気的に接続される第1抵抗分圧回路及び電池モジュール110の負極とシャーシグランドとの間に電気的に接続された第2抵抗分圧回路から得られた電圧のディジタル値のそれぞれに対応する絶縁抵抗を演算し、それらの比が所定の閾値の範囲にあるか否かを比較することにより、リークの有無を検出する方式である。   There are both leak detection methods called an AC method and a DC method. The alternating current method is obtained by injecting an alternating current waveform (for example, a rectangular wave) from the MCU into a capacitive coupling element (coupling capacitor) electrically connected to the positive electrode side or the negative electrode side of the battery module 110. In this method, the presence or absence of a leak is detected by comparing the digital value of the response waveform with a threshold value. The direct current method includes a first resistance voltage dividing circuit electrically connected between the positive electrode of the battery module 110 and the chassis ground, and a second resistor electrically connected between the negative electrode of the battery module 110 and the chassis ground. In this method, the insulation resistance corresponding to each digital value of the voltage obtained from the voltage divider circuit is calculated, and the presence or absence of leakage is detected by comparing whether or not the ratio is within a predetermined threshold range. is there.

MCUには、リーク検出装置のアナログ処理部において処理されて得られた応答波形或いは電圧に関するアナログ値が入力されている。MCUは、そのアナログ値をアナログディジタル変換器によってディジタル値に変換し、予め設定されたリーク判定用閾値とそのディジタル値とを比較演算してリーク検出の有無を判断する。リークが検出されると、MCUは、その情報を車両制御装置8又はモータ制御装置340に通知する。   An analog value related to a response waveform or a voltage obtained by processing in the analog processing unit of the leak detection apparatus is input to the MCU. The MCU converts the analog value into a digital value by an analog-to-digital converter, and compares the preset leak determination threshold value with the digital value to determine the presence or absence of leak detection. When a leak is detected, the MCU notifies the vehicle control device 8 or the motor control device 340 of the information.

イグニションキースイッチから出力された信号はバッテリ装置100の起動及び停止の合図として用いられている。イグニションキースイッチから出力された信号がオン信号である場合、その信号によってバッテリ制御装置130が起動し、その後、バッテリ制御装置130から出力された起動信号(ウェークアップ信号)によって、セル制御装置120(複数のセルコンIC)が起動する。イグニションキースイッチから出力された信号がオフ信号である場合、その信号によって、バッテリ制御装置130から停止信号(スリープ信号)がセル制御装置120に出力され、その信号によってセル制御装置120(複数のセルコンIC)が停止し、その後、バッテリ制御装置130が停止する。   The signal output from the ignition key switch is used as a signal for starting and stopping the battery device 100. When the signal output from the ignition key switch is an ON signal, the battery control device 130 is activated by the signal, and then the cell control device 120 (multiple cells) is activated by the activation signal (wake-up signal) output from the battery control device 130. The cercon IC) is activated. When the signal output from the ignition key switch is an OFF signal, a stop signal (sleep signal) is output from the battery control device 130 to the cell control device 120 according to the signal, and the cell control device 120 (a plurality of cell control devices) is output according to the signal. IC) stops, and then the battery control device 130 stops.

《低圧バッテリ装置との接続関係》
電池モジュール110には、バッテリ装置100よりも電圧の低いバッテリ装置(図示省略)が電気的に接続されている。低圧バッテリ装置は、ライトやオーディオなどの車載補機及び電子制御装置などの動作電源である、公称出力電圧12ボルトの鉛電池であり、図示省略したDC−DCコンバータを介してバッテリ装置100に電気的に接続されている。DC−DCコンバータは、直流電力を、所定の電圧に昇降圧された直流電力に変換するための電力変換装置である。
《Connection with low voltage battery device》
A battery device (not shown) having a voltage lower than that of the battery device 100 is electrically connected to the battery module 110. The low-voltage battery device is a lead battery having a nominal output voltage of 12 volts, which is an operation power source for in-vehicle auxiliary equipment such as lights and audio, and an electronic control device, and is electrically connected to the battery device 100 via a DC-DC converter (not shown). Connected. The DC-DC converter is a power converter for converting DC power into DC power that is stepped up and down to a predetermined voltage.

《充電器の構成》
家庭の商用電源560或いは電気スタンドの給電装置からバッテリ装置100を充電するプラグインモードの場合、充電器500の外部電源接続端子に電気的に接続された電源ケーブルの先端の電源プラグ550を商用電源560側のコンセント570に差し込み或いは電気スタンドの給電装置から延びる電源ケーブルを充電器500の外部電源接続端子に接続し、充電器500と商用電源560或いは電気スタンドの給電装置とを電気的に接続する。これにより、単相或いは三相の交流電力が商用電源560或いは電気スタンドの給電装置から充電器500に供給される。充電器500は、供給された交流電力を直流電力に変換し、かつバッテリ装置100の充電電圧に調整した後、バッテリ装置100に供給する。これにより、バッテリ装置100は充電される。
《Charger configuration》
In the plug-in mode in which the battery device 100 is charged from the home commercial power source 560 or the power supply device of the desk lamp, the power source plug 550 at the tip of the power cable electrically connected to the external power connection terminal of the charger 500 is used as the commercial power source. A power cable plugged into the outlet 570 on the 560 side or extending from the power supply device of the desk lamp is connected to the external power connection terminal of the charger 500, and the charger 500 and the commercial power supply 560 or the power supply device of the desk lamp are electrically connected. . Thereby, single-phase or three-phase AC power is supplied to the charger 500 from the commercial power source 560 or the power supply device of the desk lamp. The charger 500 converts the supplied AC power into DC power and adjusts it to the charging voltage of the battery device 100, and then supplies it to the battery device 100. Thereby, the battery apparatus 100 is charged.

尚、本実施形態では、家庭の商用電源560と充電器500とを電気的に接続し、バッテリ装置100を充電する場合を例に挙げて説明するが、電気スタンドの給電装置からの充電も基本的には家庭の商用電源560からの充電と同じように行われる。但し、家庭の商用電源560からの充電と電気スタンドの給電装置からの充電とでは、充電器500に供給される電流容量及び充電時間が異なり、電気スタンドの給電装置からの充電の方が、家庭の商用電源560からの充電よりも電流容量が大きく、かつ充電時間が速い、すなわち急速充電ができる。   In this embodiment, a case where the household commercial power source 560 and the charger 500 are electrically connected to charge the battery device 100 will be described as an example. However, charging from the power supply device of the desk lamp is also basic. Specifically, the charging is performed in the same manner as charging from a commercial power source 560 at home. However, the current capacity and charging time supplied to the charger 500 are different between charging from the commercial power source 560 at home and charging from the power supply device of the desk lamp, and charging from the power supply device of the desk lamp is more The current capacity is larger than that of charging from the commercial power source 560 and the charging time is fast, that is, rapid charging is possible.

充電器500は、家庭の商用電源560から供給された交流電力を直流電力に変換すると共に、この変換された直流電力をバッテリ装置100の充電電圧に昇圧してバッテリ装置100に供給する電力変換装置であり、交直変換回路510,昇圧回路520,駆動回路530及び充電制御装置540を主な構成機器として備えている。   The charger 500 converts AC power supplied from a commercial power source 560 at home into DC power, and boosts the converted DC power to a charging voltage of the battery device 100 and supplies it to the battery device 100. The AC / DC conversion circuit 510, the booster circuit 520, the drive circuit 530, and the charge control device 540 are provided as main components.

交直変換回路510は、外部電源から供給された交流電力を直流電力に変換して出力する電力変換回路であり、例えば複数のダイオード素子のブリッジ接続により構成され、外部電源から供給された交流電力を直流電力に整流するために設けられた整流回路、及び整流回路の直流側に電気的に接続され、整流回路の出力の力率を改善するために設けられた力率改善回路を備えている。交流電力を直流電力に変換する回路としては、ダイオード素子が逆並列に接続された複数のスイッチング半導体素子のブリッジ接続により構成された回路を用いても構わない。   The AC / DC converter circuit 510 is a power converter circuit that converts AC power supplied from an external power source into DC power and outputs the DC power. The AC / DC converter circuit 510 is configured by, for example, a bridge connection of a plurality of diode elements, and converts AC power supplied from an external power source. A rectifier circuit provided for rectifying to DC power and a power factor correction circuit electrically connected to the DC side of the rectifier circuit and provided to improve the power factor of the output of the rectifier circuit are provided. As a circuit for converting AC power into DC power, a circuit configured by bridge connection of a plurality of switching semiconductor elements in which diode elements are connected in antiparallel may be used.

昇圧回路520は、交直変換回路510(力率改善回路)から出力された直流電力をバッテリ装置100の充電電圧まで昇圧するための電力変換回路であり、例えば絶縁型のDC−DCコンバータにより構成されている。絶縁型のDC−DCコンバータは、変圧器、変圧器の一次側巻線に電気的に接続されると共に、複数のスイッチング半導体素子のブリッジ接続により構成され、交直変換回路510から出力された直流電力を交流電力に変換して変圧器の一次側巻線に入力する変換回路、変圧器の二次側巻線に電気的に接続されると共に、複数のダイオード素子のブリッジ接続により構成され、変圧器の二次側巻線に発生した交流電力を直流電力に整流する整流回路、整流回路の出力側(直流側)の正極側に電気的に直列に接続された平滑リアクトル、整流回路の出力側(直流側)の正負極間に電気的に並列に接続された平滑コンデンサから構成されている。   The step-up circuit 520 is a power conversion circuit for stepping up the DC power output from the AC / DC conversion circuit 510 (power factor improvement circuit) to the charging voltage of the battery device 100, and is composed of, for example, an insulation type DC-DC converter. ing. The isolated DC-DC converter is electrically connected to a transformer and a primary winding of the transformer, and is constituted by a bridge connection of a plurality of switching semiconductor elements. The DC power output from the AC / DC conversion circuit 510 is Is converted to AC power and input to the primary winding of the transformer, and is electrically connected to the secondary winding of the transformer and is constituted by a bridge connection of a plurality of diode elements. A rectifier circuit that rectifies AC power generated in the secondary winding of the DC coil into DC power, a smoothing reactor electrically connected in series to the positive side of the output side (DC side) of the rectifier circuit, and the output side of the rectifier circuit ( It is composed of a smoothing capacitor electrically connected in parallel between the positive and negative electrodes on the DC side).

充電制御装置540は、充電器500によるバッテリ装置100の充電終始や、充電時に充電器500からバッテリ装置100に供給される電力,電圧,電流などを制御するために、車両制御装置8から出力された信号や、バッテリ制御装置130から出力された信号を受けて、昇圧回路520の複数のスイッチング半導体素子に対するスイッチング指令信号(例えばPWM(パルス幅変調)信号)を生成し、駆動回路530に出力する電子回路装置であり、マイクロコンピュータなどの演算処理装置を含む複数の電子部品が回路基板に実装されることにより構成されている。   The charging control device 540 is output from the vehicle control device 8 in order to control the power, voltage, current, and the like supplied from the charger 500 to the battery device 100 at the time of charging, and the like. The switching command signal (for example, PWM (pulse width modulation) signal) for the plurality of switching semiconductor elements of the booster circuit 520 is generated and output to the drive circuit 530 in response to the received signal or the signal output from the battery control device 130. An electronic circuit device, which is configured by mounting a plurality of electronic components including an arithmetic processing device such as a microcomputer on a circuit board.

充電制御装置540は、車両制御装置8から出力された指令信号を受けて、充電器500の動作を制御する。車両制御装置8から出力される指令信号としては、充電を開始するための指令信号及び充電を終了するための指令信号がある。充電を開始するための指令信号は、充電器500の入力側の電圧を監視し、充電器500と外部電源の両者が電気的に接続されて充電器500の入力側に電圧が印加され、充電開始状態になったと判断した場合に出力される。一方、充電を終了するための指令信号は、バッテリ制御装置130から出力された信号に基づいてバッテリ装置100が満充電状態になったと判断した場合に出力される。   The charging control device 540 receives the command signal output from the vehicle control device 8 and controls the operation of the charger 500. The command signal output from the vehicle control device 8 includes a command signal for starting charging and a command signal for ending charging. The command signal for starting charging monitors the voltage on the input side of the charger 500, both the charger 500 and the external power supply are electrically connected, and the voltage is applied to the input side of the charger 500 to charge the battery. This is output when it is determined that the start state has been reached. On the other hand, the command signal for ending the charging is output when it is determined that the battery device 100 is fully charged based on the signal output from the battery control device 130.

バッテリ制御装置1300から出力された信号は、電池モジュール110の組電池の状態を検知し、この検知した状態に基づいて演算された許容充電量である。   The signal output from the battery control device 1300 is the allowable charge amount calculated based on the detected state of the assembled battery of the battery module 110.

尚、本実施形態では、充電を開始するための指令信号及び充電を終了するための指令信号を車両制御装置8から出力する場合を例に挙げて説明したが、モータ制御装置340或いはバッテリ装置100から出力しても構わない。   In the present embodiment, the case where the command signal for starting charging and the command signal for ending charging are output from the vehicle control device 8 is described as an example. However, the motor control device 340 or the battery device 100 is described. May be output.

また、バッテリ装置100の制御装置と協調して充電制御装置540が自ら車両制御装置8と同様の判断を行い、充電の開始,終了を制御しても構わない。   In addition, the charging control device 540 may make the same determination as the vehicle control device 8 in cooperation with the control device of the battery device 100 to control the start and end of charging.

駆動回路530は、充電制御装置540から出力されたトルク指令信号を受けて、昇圧回路520の複数のスイッチング半導体素子に対する駆動信号を発生し、複数のスイッチング半導体素子のゲート電極に出力する電子回路装置であり、スイッチング半導体素子や増幅器などの複数の電子部品が回路基板に実装されることにより構成されている。   The drive circuit 530 receives the torque command signal output from the charge control device 540, generates drive signals for the plurality of switching semiconductor elements of the booster circuit 520, and outputs the drive signals to the gate electrodes of the plurality of switching semiconductor elements. And a plurality of electronic components such as switching semiconductor elements and amplifiers are mounted on a circuit board.

尚、交直変換回路510がスイッチング半導体素子によって構成されている場合には、充電制御装置540から、交直変換回路510のスイッチング半導体素子に対するスイッチング指令信号が駆動回路530に出力され、駆動回路530から、交直変換回路510のスイッチング半導体素子に対する駆動信号が交直変換回路510のスイッチング半導体素子のゲート電極に出力され、交直変換回路510のスイッチング半導体素子のスイッチングが制御される。   When the AC / DC converting circuit 510 is configured by a switching semiconductor element, a switching command signal for the switching semiconductor element of the AC / DC converting circuit 510 is output from the charging control device 540 to the driving circuit 530, and the driving circuit 530 A drive signal for the switching semiconductor element of the AC / DC converter circuit 510 is output to the gate electrode of the switching semiconductor element of the AC / DC converter circuit 510, and the switching of the switching semiconductor element of the AC / DC converter circuit 510 is controlled.

《リレーの構成》
ジャンクションボックス410の内部には第1及び第2正極側リレー410,430及び第1及び第2負極側リレー420,440が収納されている。
<Relay configuration>
Inside the junction box 410, first and second positive side relays 410 and 430 and first and second negative side relays 420 and 440 are housed.

第1正極側リレー410はインバータ装置300(パワーモジュール310)の直流正極側とバッテリ装置100の正極側との間の電気的な接続を制御するためのスイッチである。第1負極側リレー420はインバータ装置300(パワーモジュール310)の直流負極側とバッテリ装置100の負極側との間の電気的な接続を制御するためのスイッチである。第2正極側リレー430は充電器500(昇圧回路520)の直流正極側とバッテリ装置100の正極側との間の電気的な接続を制御するためのスイッチである。第2負極側リレー440は充電器500(昇圧回路500)の直流負極側とバッテリ装置100の負極側との間の電気的な接続を制御するためのスイッチである。   The first positive electrode side relay 410 is a switch for controlling electrical connection between the direct current positive electrode side of the inverter device 300 (power module 310) and the positive electrode side of the battery device 100. The first negative side relay 420 is a switch for controlling the electrical connection between the DC negative side of the inverter device 300 (power module 310) and the negative side of the battery device 100. The second positive side relay 430 is a switch for controlling electrical connection between the DC positive side of the charger 500 (boost circuit 520) and the positive side of the battery device 100. The second negative side relay 440 is a switch for controlling an electrical connection between the DC negative side of the charger 500 (boost circuit 500) and the negative side of the battery device 100.

第1正極側リレー410及び第1負極側リレー420は、モータジェネレータ200の回転動力が必要な運転モードにある場合及びモータジェネレータ200の発電が必要な運転モードにある場合に投入され、車両が停止モードにある場合(イグニションキースイッチが開放された場合)、電動駆動装置或いは車両に異常が発生した場合及び充電器500によってバッテリ装置100を充電する場合に開放される。一方、第2正極側リレー430及び第2負極側リレー440は、充電器500によってバッテリ装置100を充電する場合に投入され、充電器500によるバッテリ装置100の充電が終了した場合及び充電器500或いはバッテリ装置100に異常が発生した場合に開放される。   The first positive side relay 410 and the first negative side relay 420 are turned on when the motor generator 200 is in an operation mode that requires rotational power and when the motor generator 200 is in an operation mode that requires power generation, and the vehicle stops. When in the mode (when the ignition key switch is opened), when the abnormality occurs in the electric drive device or the vehicle, or when the battery device 100 is charged by the charger 500, the battery device 100 is opened. On the other hand, the second positive side relay 430 and the second negative side relay 440 are turned on when the battery device 100 is charged by the charger 500, and when the charging of the battery device 100 by the charger 500 is completed, Opened when an abnormality occurs in the battery device 100.

第1正極側リレー410及び第1負極側リレー420の開閉は、車両制御装置8から出力される開閉指令信号によって制御される。第1正極側リレー410及び第1負極側リレー420の開閉は、他の制御装置、例えばモータ制御装置340或いはバッテリ装置100の制御装置から出力される開閉指令信号によって制御しても構わない。第2正極側リレー430及び第2負極側リレー440の開閉は、充電制御装置540から出力される開閉指令信号によって制御される。第2正極側リレー430及び第2負極側リレー440の開閉は、他の制御装置、例えば車両制御装置8或いはバッテリ装置100の制御装置から出力される開閉指令信号によって制御しても構わない。   Opening / closing of the first positive electrode side relay 410 and the first negative electrode side relay 420 is controlled by an open / close command signal output from the vehicle control device 8. The opening and closing of the first positive electrode side relay 410 and the first negative electrode side relay 420 may be controlled by an open / close command signal output from another control device such as the motor control device 340 or the control device of the battery device 100. Opening / closing of the second positive side relay 430 and the second negative side relay 440 is controlled by an open / close command signal output from the charge control device 540. The opening / closing of the second positive electrode side relay 430 and the second negative electrode side relay 440 may be controlled by an open / close command signal output from another control device, for example, the control device of the vehicle control device 8 or the battery device 100.

以上のように、本実施形態では、バッテリ装置100とインバータ装置300と充電器500との間に第1正極側リレー410,第1負極側リレー420,第2正極側リレー430及び第2負極側リレー440を設けて、それらの間の電気的な接続を制御するようにしているので、高電圧である電動駆動装置に対する高い安全性を確保できる。   As described above, in the present embodiment, the first positive electrode side relay 410, the first negative electrode side relay 420, the second positive electrode side relay 430, and the second negative electrode side are provided between the battery device 100, the inverter device 300, and the charger 500. Since the relay 440 is provided so as to control the electrical connection between them, it is possible to ensure high safety with respect to the electric drive device having a high voltage.

《電池モジュールの詳細構成》
次に、図2乃至図6を用いて、電池モジュール110の構成について詳細に説明する。
<Detailed configuration of battery module>
Next, the configuration of the battery module 110 will be described in detail with reference to FIGS.

図2及び図3は、電池モジュール110を構成する一つのサブ角型電池モジュール150の全体構成を示す。図4は、サブ角型電池モジュール150の一つの構成部品である端板151の全体構成を示す。図5は、電池セル111の全体構成を示す。図6は、電池セル111の電槽20内に収納された電極捲回体41の構成を示す。   2 and 3 show the overall configuration of one sub-square battery module 150 constituting the battery module 110. FIG. 4 shows the overall configuration of the end plate 151 that is one component of the sub-square battery module 150. FIG. 5 shows the overall configuration of the battery cell 111. FIG. 6 shows a configuration of the electrode winding body 41 housed in the battery case 20 of the battery cell 111.

本実施形態では、6個の電池セル111を固縛して1個のサブ角型電池モジュール150を構成すると共に、サブ角型電池モジュール150をいくつか用いて1個の電池モジュール110を構成している。例えば96個の電池セル111を用いて電池モジュール110を構成する場合には、サブ角型電池モジュール150は16個構成されることになる。   In the present embodiment, six battery cells 111 are tied together to form one sub-square battery module 150, and one battery module 110 is formed using several sub-square battery modules 150. ing. For example, when the battery module 110 is configured using 96 battery cells 111, 16 sub-square battery modules 150 are configured.

尚、本実施形態では、6個の電池セル111を用いて1個のサブ角型電池モジュール150を構成する場合を例に挙げて説明するが、1個のサブ角型電池モジュール150を構成する電池セル111の個数としては6個以外でもよい。   In the present embodiment, a case where one sub-square battery module 150 is configured using six battery cells 111 will be described as an example. However, one sub-square battery module 150 is configured. The number of battery cells 111 may be other than six.

また、本実施形態では、複数のサブ角型電池モジュール150を用いて電池モジュール110を構成する場合を例に挙げて説明するが、バッテリ装置が適用されるアプリケーションの仕様(例えば定格電圧)によっては一つのサブ角型電池モジュール150が電池モジュール110となる場合もある。   In the present embodiment, the case where the battery module 110 is configured using a plurality of sub-square battery modules 150 will be described as an example. However, depending on the specification (for example, rated voltage) of an application to which the battery device is applied. One sub-square battery module 150 may be the battery module 110 in some cases.

《電池セルの構成》
まず、図5及び図6を用いて、電池セル111の構成について説明する。
《Battery cell configuration》
First, the structure of the battery cell 111 is demonstrated using FIG.5 and FIG.6.

図5に示すように、電池セル111は扁平角型電池セルであり、密閉された扁平直方体形状の電槽20を備えている。電槽20は、対向配置された、最も面積が大きい矩形状の二つの主面(例えば上面と下面)と、この二つの主面の4辺(4縁)に沿って二つの主面に垂直に設けられ、主面よりも面積が小さい矩形状の四つの副面(対向配置された2組の側面)とを備えると共に、二つの主面の間の長さが主面の4辺の長さよりも短い6面体(短角柱)であり、二つの構成要素によって構成されている。二つの構成要素の一方は、二つの主面及び三つの副面を備え、残りの一つの副面に対応する部分が開口した扁平直方体形状の容器体である電池缶21である。二つの構成要素の他方は、電池缶21の開口部を塞ぎ、輪郭が電池缶21の開口部の輪郭に合致するように形成された矩形状の平板である電池蓋22である。電池缶21と電池蓋22の両者はレーザビーム溶接によって接合されている。電槽20(電池缶21及び電池蓋22)は金属製部材であり、その材質としてアルミニウム或いはアルミニウムを主材とする合金を用いている。   As shown in FIG. 5, the battery cell 111 is a flat rectangular battery cell and includes a sealed flat rectangular parallelepiped battery case 20. The battery case 20 is perpendicular to the two main surfaces along two rectangular main surfaces (for example, an upper surface and a lower surface) that are oppositely arranged and have the largest area, and four sides (four edges) of the two main surfaces. And four sub-surfaces (two sets of oppositely disposed side surfaces) having a smaller area than the main surface, and the length between the two main surfaces is the length of the four sides of the main surface It is a shorter hexahedron (short prism) and is composed of two components. One of the two constituent elements is a battery can 21 that is a flat rectangular parallelepiped container body that includes two main surfaces and three subsurfaces, and a portion corresponding to the remaining one subsurface is opened. The other of the two components is a battery lid 22 that is a rectangular flat plate that is formed so as to close the opening of the battery can 21 and whose outline matches the outline of the opening of the battery can 21. Both the battery can 21 and the battery lid 22 are joined by laser beam welding. The battery case 20 (battery can 21 and battery lid 22) is a metal member, and as the material thereof, aluminum or an alloy mainly composed of aluminum is used.

尚、本実施形態では、説明の便宜上、電池セル111の搭載方向に関係なく、扁平直方体形状の容器体である電池缶21の開口部側とは反対側の面を底面、この底面の4辺に沿って底面に垂直に設けられた4面のうち、底面の長辺に沿って底面に垂直に設けられた二つの対向面を第1側面、底面の短辺に沿って底面に垂直に設けられた二つの対向面を第2側面と、それぞれ定義し、これ以降の説明において用いることにする。   In this embodiment, for convenience of explanation, regardless of the mounting direction of the battery cell 111, the surface opposite to the opening side of the battery can 21 which is a flat rectangular parallelepiped container body is the bottom surface, and the four sides of the bottom surface. Of the four surfaces provided perpendicular to the bottom surface along the bottom surface, two opposing surfaces provided perpendicular to the bottom surface along the long side of the bottom surface are provided perpendicular to the bottom surface along the first side surface and the short side of the bottom surface. These two opposing surfaces are defined as second side surfaces, respectively, and will be used in the following description.

また、本実施形態では、説明の便宜上、平行に対向配置された二つの長辺、この長辺に直交すると共に、並行に対向配置され、長辺よりも長さが短い二つの短辺により形成される矩形平面形状を備えた構成要素において、長辺と同じ方向に延びる(短辺が対向する)方向を長手方向、短辺と同じ方向に延びる(長辺が対向する)方向を短手方向と、それぞれ定義し、これ以降の説明において用いることにする。   Further, in this embodiment, for convenience of explanation, two long sides arranged in parallel and opposed to each other, formed by two short sides that are orthogonal to the long side and arranged in parallel and have a length shorter than the long side. In a component having a rectangular planar shape, the direction extending in the same direction as the long side (short sides are opposed) is the longitudinal direction, and the direction extending in the same direction as the short side (long sides is facing) is the short direction Respectively, and will be used in the following description.

電池蓋22には、その外表面から外に向かって突出するように、外部導体と接続するための外部導体接続導体である正極外部端子30及び負極外部端子31が設けられている。正極外部端子30は電池蓋22の長手方向一方側端部に配置され、負極外部端子31は電池蓋22の長手方向他方側端部に配置されている。電池蓋22と正極側外部端子30との間には両者間を電気的に絶縁すると共に、電槽20内部を気密及び液密に保つための正極シール材32が設けられている。電池蓋22と負極側外部端子31との間には両者間を電気的に絶縁すると共に、電槽20内部を気密及び液密に保つための負極シール材33が設けられている。電槽20の内部において、正極外部端子30には、内部接続導体である正極接続板34が、正極シール材32によって電池蓋22から電気的に絶縁された状態で機械的及び電気的に接続されている。電槽20の内部において、負極外部端子31には、内部接続導体である負極接続板(図示省略)が、負極シール材33によって電池蓋22から電気的に絶縁された状態で機械的及び電気的に接続されている。このように、正極外部端子30及び負極外部端子31と電槽20との間が電気的に絶縁されているので、電槽20は電気的に中立状態、すなわち電位を持たない状態になっている。   The battery lid 22 is provided with a positive electrode external terminal 30 and a negative electrode external terminal 31 which are external conductor connection conductors for connecting to external conductors so as to protrude outward from the outer surface thereof. The positive electrode external terminal 30 is disposed at one end portion in the longitudinal direction of the battery lid 22, and the negative electrode external terminal 31 is disposed at the other end portion in the longitudinal direction of the battery lid 22. A positive electrode sealing material 32 is provided between the battery lid 22 and the positive electrode side external terminal 30 to electrically insulate the battery case 22 and keep the inside of the battery case 20 airtight and liquid tight. Between the battery lid 22 and the negative electrode side external terminal 31, there is provided a negative electrode sealing material 33 for electrically insulating the two and keeping the inside of the battery case 20 airtight and liquid tight. Inside the battery case 20, a positive electrode connection plate 34, which is an internal connection conductor, is mechanically and electrically connected to the positive electrode external terminal 30 while being electrically insulated from the battery lid 22 by the positive electrode sealing material 32. ing. Inside the battery case 20, the negative electrode external terminal 31 is mechanically and electrically connected to the negative electrode connection plate (not shown), which is an internal connection conductor, electrically insulated from the battery lid 22 by the negative electrode seal material 33. It is connected to the. Thus, since the positive electrode external terminal 30 and the negative electrode external terminal 31 are electrically insulated from the battery case 20, the battery case 20 is in an electrically neutral state, that is, has no potential. .

正極外部端子30は円柱形状の金属製部材であり、その材質としてアルミニウム或いはアルミニウムを主材とする合金を用いている。負極外部端子31は円柱形状の金属製部材であり、その材質として銅或いは銅を主材とする合金を用いている。正極シール材32及び負極シール材33は、電気的な絶縁性を有する樹脂製部材であり、その材質としてポリフェニレンサルファイド(PPS)或いはポリブチレンテレフタレート(PBT)若しくはペルフルオロアルコキシフッ素(PFA)を用いている。正極接続板34は、平板を所定の形状に成形した金属製の成形体であり、その材質としてアルミニウム或いはアルミニウムを主材とする合金を用いている。負極接続板は正極接続板34と同じ形状のものであって、平板を所定の形状に成形した金属製の成形体であり、その材質として銅或いは銅を主材とする合金を用いている。   The positive electrode external terminal 30 is a cylindrical metal member, and the material thereof is aluminum or an alloy mainly composed of aluminum. The negative electrode external terminal 31 is a cylindrical metal member, and copper or an alloy mainly composed of copper is used as the material thereof. The positive electrode sealing material 32 and the negative electrode sealing material 33 are resin members having electrical insulation, and polyphenylene sulfide (PPS), polybutylene terephthalate (PBT), or perfluoroalkoxy fluorine (PFA) is used as the material thereof. . The positive electrode connection plate 34 is a metal molded body obtained by forming a flat plate into a predetermined shape, and aluminum or an alloy mainly composed of aluminum is used as the material thereof. The negative electrode connection plate has the same shape as that of the positive electrode connection plate 34, and is a metal molded body obtained by forming a flat plate into a predetermined shape, and copper or an alloy containing copper as a main material is used as the material thereof.

電槽20(電池缶21)の内部には発電要素体40が収容されている。発電要素体40は、電池缶21の開口部から電池缶21の内部に挿入される。電槽20(電池缶21)の内部には、電池蓋22に設けられた注液孔22aを介して電解液が注入されている。注液孔22aは、電池蓋22をその外表面から内表面に貫通した貫通孔であり、電槽20の内部に電解液を注入した後、レーザビーム溶接によって気密及び液密に封止される。   A power generation element body 40 is accommodated inside the battery case 20 (battery can 21). The power generation element body 40 is inserted into the battery can 21 from the opening of the battery can 21. The electrolytic solution is injected into the battery case 20 (battery can 21) through a liquid injection hole 22 a provided in the battery lid 22. The liquid injection hole 22a is a through-hole penetrating the battery lid 22 from the outer surface to the inner surface, and after the electrolyte is injected into the battery case 20, it is hermetically and liquid-tightly sealed by laser beam welding. .

電解液としては、例えばエチレンカーボネート(EC)とジメチルカーボネート(DMC)とジエチルカーボネート(DEC)の体積比1:1:1の混合溶液中に六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)を1mol/Lとなるように溶解した非水系の有機溶媒を用いている。 As an electrolytic solution, for example, 1 mol / L of lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) is mixed in a 1: 1: 1 volume ratio of ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), and diethyl carbonate (DEC). A non-aqueous organic solvent dissolved so as to be obtained is used.

尚、電解質としては、LiClO4,LiAsF6,LiBF4,LiB(C65)4,CH3SO3Li,CF3SOLiなどやこれらの混合物を用いてもよい。また、非水電解液の溶媒としては、プロピレンカーボネート,エチレンカーボネート,ジメチルカーボネート、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン,γ―ブチルラクトン,テトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、4−メチル−1,3−ジオキソラン、ジエチルエーテル,スルホラン,メチルスルホラン,アセトニトリル,プロピオニトリル,プロピオニトリルなど、少なくとも1種以上の混合溶媒を用いてもよい。 As the electrolyte, LiClO 4 , LiAsF 6 , LiBF 4 , LiB (C 6 H 5 ) 4 , CH 3 SO 3 Li, CF 3 SOLi, or a mixture thereof may be used. Examples of the solvent for the non-aqueous electrolyte include propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, γ-butyllactone, tetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, 4- At least one mixed solvent such as methyl-1,3-dioxolane, diethyl ether, sulfolane, methyl sulfolane, acetonitrile, propionitrile, propionitrile may be used.

発電要素体40は、図6に示すように、セパレータ44,負極板43,セパレータ44,正極板42をその順に積層したシート状の積層体を扁平形状に捲回した電極捲回体41から構成されている。   As shown in FIG. 6, the power generating element body 40 includes an electrode winding body 41 in which a sheet-like laminate in which a separator 44, a negative electrode plate 43, a separator 44, and a positive electrode plate 42 are laminated in that order is wound into a flat shape. Has been.

尚、本実施形態では、電極捲回体41として捲回式のものを例に挙げて説明するが、正極板42,負極板43,セパレータ44のそれぞれを矩形状のシートに加工して、それらを何層にも上記と同様の順番に積層する積層式の電極体を採用しても構わない。   In the present embodiment, a wound type is described as an example of the electrode winding body 41, but each of the positive electrode plate 42, the negative electrode plate 43, and the separator 44 is processed into a rectangular sheet, A stacked electrode body may be employed in which a number of layers are stacked in the same order as described above.

また、本実施形態では、説明の便宜上、電極捲回体41の捲回方向を電極捲回方向、電極捲回体41の扁平捲回面上において電極捲回方向に直交する方向を電極幅方向、電極捲回体41の扁平捲回面を垂直に貫く方向を電極扁平方向と、それぞれ定義し、これ以降の説明において用いることにする。   In the present embodiment, for convenience of explanation, the winding direction of the electrode winding body 41 is the electrode winding direction, and the direction perpendicular to the electrode winding direction on the flat winding surface of the electrode winding body 41 is the electrode width direction. The direction perpendicular to the flat winding surface of the electrode winding body 41 is defined as the electrode flat direction, and will be used in the following description.

さらに、本実施形態では、説明の便宜上、電極板の電極捲回方向と同じ方向を極板捲回方向、電極板の電極幅方向と同じ方向を極板幅方向、電極板の電極扁平方向と同じ方向を極板垂直方向と、それぞれ定義し、これ以降の説明において用いることにする。   Furthermore, in this embodiment, for convenience of explanation, the same direction as the electrode winding direction of the electrode plate is the electrode plate winding direction, the same direction as the electrode width direction of the electrode plate is the electrode plate width direction, and the electrode flat direction of the electrode plate is The same direction is defined as the direction perpendicular to the electrode plate, and will be used in the following description.

正極板42は、極板幅方向一端部に、正極活物質合剤を塗布しない未塗工部45が設けられるように、正極集電箔上に正極活物質合剤を塗布して構成している。正極集電箔は、例えば厚さ20μmの帯状のアルミニウム箔(アルミニウム板)である。正極活物質合剤は、正極活物質として量論組成のマンガン酸リチウム(化学式LiMnO2)100重量部に対し、導電材として10重量部の鱗片状黒鉛、結着剤(バインダ)として10重量部のポリフッ化ビニリデン(PVDF)を添加し、これに分散溶媒としてN−メチルピロリドン(NMP)を添加,混練したものであり、アルミニウム箔(アルミニウム板)の両面に略均等かつ略均一に塗布されている。 The positive electrode plate 42 is configured by applying a positive electrode active material mixture on the positive electrode current collector foil so that an uncoated portion 45 where the positive electrode active material mixture is not applied is provided at one end in the electrode plate width direction. Yes. The positive electrode current collector foil is, for example, a strip-shaped aluminum foil (aluminum plate) having a thickness of 20 μm. The positive electrode active material mixture is 10 parts by weight of flaky graphite as a conductive material and 10 parts by weight as a binder with respect to 100 parts by weight of lithium manganate (chemical formula LiMnO 2 ) as a positive electrode active material. Polyvinylidene fluoride (PVDF) is added, and N-methylpyrrolidone (NMP) is added and kneaded as a dispersion solvent, and is applied to both sides of an aluminum foil (aluminum plate) substantially uniformly and substantially uniformly. Yes.

負極板43は、極板幅方向他端部に、負極活物質合剤を塗布しない未塗工部46が設けられるように、負極集電箔上に負極活物質合剤を塗布して構成している。負極集電箔は、例えば厚さ10μmの帯状の銅箔(銅板)である。負極活物質合剤は、負極活物質として非晶質炭素粉末100重量部に対して、結着剤(バインダ)として10重量部のポリフッ化ビニリデン(PVDF)を添加し、これに分散溶媒としてN−メチルビロリドン(NMP)を添加,混練したものであり、銅箔(銅板)の両面に略均等かつ略均一に塗布されている。   The negative electrode plate 43 is configured by applying a negative electrode active material mixture on the negative electrode current collector foil so that an uncoated part 46 to which the negative electrode active material mixture is not applied is provided at the other end in the electrode plate width direction. ing. The negative electrode current collector foil is, for example, a strip-shaped copper foil (copper plate) having a thickness of 10 μm. In the negative electrode active material mixture, 10 parts by weight of polyvinylidene fluoride (PVDF) as a binder is added to 100 parts by weight of amorphous carbon powder as a negative electrode active material, and N as a dispersion solvent is added thereto. -Methyl bilolidon (NMP) is added and kneaded, and is applied substantially uniformly and substantially uniformly on both surfaces of the copper foil (copper plate).

尚、正極活物質としては、リチウムイオンを挿入・脱離可能な材料であり、予め十分な量のリチウムイオンを挿入したリチウム遷移金属複合酸化物、リチウム遷移金属複合酸化物の結晶中のリチウムや遷移金属の一部をそれら以外の元素で置換あるいはドープした材料などを用いてもよい。例えばスピネル結晶構造を有する他のマンガン酸リチウム(例えば、Li1+xMn2−xO4)、マンガン酸リチウムの一部を金属元素で置換又はドープしたリチウムマンガン複合酸化物(例えば、Li1+xMyMn2−x−yO4、MはCo,Ni,Fe,Cu、Al,Cr,Mg,Zn,V,Ga,B,Fの少なくとも1種)、層状結晶構造を有すコバルト酸リチウムやチタン酸リチウム、これらの一部を金属元素で置換またはドープしたリチウム−金属複合酸化物などがある。また、結晶構造については、スピネル系,層状系,オリビン系のいずれの結晶構造を有していてもよい。 The positive electrode active material is a material capable of inserting / extracting lithium ions, such as a lithium transition metal composite oxide in which a sufficient amount of lithium ions has been inserted in advance, lithium in the crystal of the lithium transition metal composite oxide, A material obtained by substituting or doping a part of the transition metal with an element other than those may be used. For example, another lithium manganate having a spinel crystal structure (for example, Li 1 + xMn 2 -xO 4 ), or a lithium manganese composite oxide in which a part of lithium manganate is substituted or doped with a metal element (for example, Li 1 + xMyMn 2 − x-yO 4 , M is at least one of Co, Ni, Fe, Cu, Al, Cr, Mg, Zn, V, Ga, B, and F), lithium cobaltate and lithium titanate having a layered crystal structure, There are lithium-metal composite oxides in which some of these are substituted or doped with metal elements. In addition, the crystal structure may have any of spinel, layered, and olivine crystal structures.

また、負極活物質としては、リチウムイオンを脱挿入可能な天然黒鉛や、人造の各種黒鉛材,コークスなどの炭素質材料などを用いてもよい。また、粒子形状としては、鱗片状,球状,繊維状,塊などを用いてもよい。   Further, as the negative electrode active material, natural graphite capable of removing and inserting lithium ions, various artificial graphite materials, carbonaceous materials such as coke, and the like may be used. Further, as the particle shape, a scale shape, a spherical shape, a fiber shape, a lump, or the like may be used.

さらに、結着材(バインダ)としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE),ポリエチレン,ポリスチレン,ポリブタジエン,ブチルゴム,ニトリルゴム,スチレン/ブタジエンゴム,多硫化ゴム,ニトロセルロース,シアノエチルセルロース,各種ラテックス,アクリロニトリル,フッ化ビニル,フッ化ビニリデン,フッ化プロピレン,フッ化クロロプレン,アクリル系樹脂などの重合体及びこれらの混合体などを用いてもよい。   Furthermore, as a binding material (binder), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyethylene, polystyrene, polybutadiene, butyl rubber, nitrile rubber, styrene / butadiene rubber, polysulfide rubber, nitrocellulose, cyanoethyl cellulose, various latexes, acrylonitrile, Polymers such as vinyl fluoride, vinylidene fluoride, propylene fluoride, chloroprene fluoride, and acrylic resins, and mixtures thereof may be used.

セパレータ44は、正極板42及び負極板43が直接接触しないようにする、すなわち正極板42と負極板43との間を電気的に絶縁するための微多孔性部材であり、例えばポリエチレンの素材を一軸延伸機で厚さ30μmに延伸したポリエチレン製の帯状部材である。セパレータ44の極板幅方向寸法は正極板42及び負極板43の極板幅方向寸法よりも小さくなるように形成されている。   The separator 44 is a microporous member for preventing the positive electrode plate 42 and the negative electrode plate 43 from coming into direct contact, that is, electrically insulating between the positive electrode plate 42 and the negative electrode plate 43. It is a strip-shaped member made of polyethylene that has been stretched to a thickness of 30 μm by a uniaxial stretching machine. The electrode plate width direction dimension of the separator 44 is formed to be smaller than the electrode plate width direction dimension of the positive electrode plate 42 and the negative electrode plate 43.

電極捲回体41において、正極板42の未塗工部45と負極板43の未塗工部46は互いに反対側に位置している。すなわち電極捲回体41の電極幅方向一方側に正極板42の未塗工部45が配置され、その他方側に負極板43の未塗工部46が配置されるように、正極板42と負極板43とを電極捲回体41の電極幅方向において相反する方向にずらして積層している。このような構成によれば、電極捲回体41の本体部分(正極板42及び負極板43の活物質合剤塗工部位とセパレータ44との積層部分)から、後述する集電箔となる未塗工部45,46がはみ出す(露出する)ように、電極捲回体41を形成することができる。   In the electrode winding body 41, the uncoated portion 45 of the positive electrode plate 42 and the uncoated portion 46 of the negative electrode plate 43 are located on the opposite sides. That is, the positive electrode plate 42 is arranged so that the uncoated portion 45 of the positive electrode plate 42 is disposed on one side of the electrode winding body 41 in the electrode width direction and the uncoated portion 46 of the negative electrode plate 43 is disposed on the other side. The negative electrode plate 43 and the negative electrode plate 43 are stacked while being shifted in opposite directions in the electrode width direction of the electrode winding body 41. According to such a configuration, the main part of the electrode winding body 41 (the laminated portion of the active material mixture coating portion of the positive electrode plate 42 and the negative electrode plate 43 and the separator 44) is not yet used as a current collector foil to be described later. The electrode winding body 41 can be formed so that the coating parts 45 and 46 protrude (expose).

セパレータ44は、その素材の延伸方向が電極捲回体41の捲回方向になっている。   In the separator 44, the extending direction of the material is the winding direction of the electrode winding body 41.

尚、正極板42及び負極板43を含む積層体を捲回するにあたっては、正極板42及び負極板43を含む積層体の捲き始め及び捲き終わりにおいて、セパレータ44のみを2〜3周程度、余分に捲回している。また、正極板42及び負極板43を捲回するにあたっては、負極板43の長さを正極板42の長さよりも長くし、電極捲回体41の最内周及び最外周において、正極板42が負極板43に対して捲回方向にはみ出すことがないようにしている。   In winding the laminated body including the positive electrode plate 42 and the negative electrode plate 43, only the separator 44 is provided for about two to three turns at the beginning and end of the lamination including the positive electrode plate 42 and the negative electrode plate 43. I'm wounded. Further, when winding the positive electrode plate 42 and the negative electrode plate 43, the length of the negative electrode plate 43 is made longer than the length of the positive electrode plate 42, and the positive electrode plate 42 is formed at the innermost and outermost periphery of the electrode winding body 41. Does not protrude from the negative electrode plate 43 in the winding direction.

このように形成された電極捲回体41は、未塗工部45,46の電極捲回方向の中央部が、電極扁平方向両側(電極捲回体の外径側)から電極捲回中心(電極捲回体の内径側)に向かって平坦状にプレス加工される。これにより、発電要素体40が製作される。   In the electrode winding body 41 formed in this way, the center portion in the electrode winding direction of the uncoated portions 45 and 46 is the center of the electrode winding from the both sides of the electrode flat direction (the outer diameter side of the electrode winding body) It is pressed into a flat shape toward the inner diameter side of the electrode winding body. Thereby, the power generation element body 40 is manufactured.

電極捲回体41の電極幅方向一方側端部には、電極捲回方向の中央部に形成された矩形状の平坦部(電極捲回方向が長手方向、電極捲回幅方向が短手方向となるように形成された平坦部)、電極捲回方向一方側(折り返し部分の一方側)からその他方側に向かうにしたがって徐々に電極捲回体41の内径側に傾斜して平坦部の電極捲回方向一方側端部に至る第1傾斜部、電極捲回方向他方側(折り返し部分の他方側)からその他方側に向かうにしたがって徐々に電極捲回体41の内径側に傾斜して平坦部の電極捲回方向他方側端部に至る第2傾斜部、電極捲回体41の活物質が塗工された部位における電極幅方向一方側端部から平坦部の電極幅方向他方側端部に向かうにしたがって徐々に電極捲回体41の内径側に傾斜して平坦部の電極幅方向他方側端部に至る第3傾斜部からなる窪みが電極扁平方向両側に形成される。これにより、電極捲回体41の電極幅方向一方側端部には正極集電部が形成される。   A rectangular flat portion formed at the center of the electrode winding direction at the one end portion in the electrode width direction of the electrode winding body 41 (the electrode winding direction is the longitudinal direction and the electrode winding width direction is the short direction) The flat portion formed so as to become an electrode, and the electrode in the flat portion gradually inclines toward the inner diameter side of the electrode winding body 41 from one side of the electrode winding direction (one side of the folded portion) toward the other side. The first inclined portion reaching one end portion in the winding direction, and gradually inclines toward the inner diameter side of the electrode winding body 41 from the other side in the electrode winding direction (the other side of the folded portion) toward the other side. The second inclined portion that reaches the other end portion in the electrode winding direction of the electrode, and the one end portion in the electrode width direction of the flat portion from the one end portion in the electrode width direction in the portion where the active material of the electrode winding body 41 is coated The electrode width of the flat part gradually inclines toward the inner diameter side of the electrode winding body 41 as it goes to Recess and a third inclined portion is formed on the electrode flat opposite sides leading to the other end. As a result, a positive electrode current collector is formed at one end of the electrode winding body 41 in the electrode width direction.

電極捲回体41の電極幅方向他方側端部には、正極集電部と同様に形成された平坦部、正極集電部と同様に形成された第1傾斜部、正極集電部と同様に形成された第2傾斜部、電極捲回体41の活物質が塗工された部位における電極幅方向他方側端部から平坦部の電極幅方向一方側端部に向かうにしたがって徐々に電極捲回体41の内径側に傾斜して平坦部の電極幅方向一方側端部に至る第4傾斜部からなる窪みが電極扁平方向両側に形成される。これにより、電極捲回体41の電極幅方向他方側端部には負極集電部が形成される。正極集電部及び負極集電部は左右対称の関係にあり、どちらも同様の構成になっている。   At the other end of the electrode winding body 41 in the electrode width direction, a flat portion formed in the same manner as the positive current collector, a first inclined portion formed in the same manner as the positive current collector, and the same as the positive current collector The second inclined portion formed on the electrode winding body 41 is gradually moved from the other end portion in the electrode width direction to the one end portion in the electrode width direction of the flat portion in the portion where the active material of the electrode winding body 41 is applied. Recesses that are inclined to the inner diameter side of the rotating body 41 and are formed of fourth inclined portions that reach one end portion in the electrode width direction of the flat portion are formed on both sides of the electrode flat direction. Thereby, a negative electrode current collector is formed at the other end of the electrode winding body 41 in the electrode width direction. The positive electrode current collector and the negative electrode current collector have a symmetrical relationship, and both have the same configuration.

以上のようにして製作された発電要素体40は、電池蓋22,正極外部端子30及び負極外部端子31,正極シール材32及び負極シール材33,正極接続板34及び負極接続板が予め機械的に一体化するように組み立てられた電池蓋アセンブリに対して、発電要素体40の電極捲回方向両端部に発電要素体40の電極幅方向に渡って形成された捲回折り返し部の一方側が電池蓋22の長手方向に沿って、電池蓋22の内面と対向するように、組み付けられる。この後、正極接続板34が正極集電部に、負極接続板が負極集電部に、それぞれ超音波溶接により接合される。これにより、発電要素体40の正極板42と正極外部端子30とが、発電要素体40の負極板43と負極外部端子31とが、それぞれ、電気的に接続される。   In the power generation element body 40 manufactured as described above, the battery lid 22, the positive electrode external terminal 30 and the negative electrode external terminal 31, the positive electrode seal material 32 and the negative electrode seal material 33, the positive electrode connection plate 34, and the negative electrode connection plate are mechanical in advance. The battery lid assembly assembled so as to be integrated with the power generating element body 40 has one side of the fold-back portion formed across the electrode width direction of the power generating element body 40 at both ends of the power generating element body 40 in the electrode winding direction. The battery 22 is assembled so as to face the inner surface of the battery cover 22 along the longitudinal direction of the cover 22. Thereafter, the positive electrode connection plate 34 is joined to the positive electrode current collector and the negative electrode connection plate is joined to the negative electrode current collector by ultrasonic welding. Thereby, the positive electrode plate 42 and the positive electrode external terminal 30 of the power generation element body 40 are electrically connected to the negative electrode plate 43 and the negative electrode external terminal 31 of the power generation element body 40, respectively.

正極接続板34及び負極接続板は材質が異なるが、構成要素及び形状が同じである。このようなことから、以下では、正極接続板34を代表に挙げて、その構成を説明する。   The positive electrode connection plate 34 and the negative electrode connection plate are different in material, but have the same components and shape. Therefore, hereinafter, the configuration of the positive electrode connection plate 34 will be described as a representative.

正極接続板34は、端子接続部34a,側面部34b及び接続片部34cの三つの要素が一体成形された成形体であり、平板が所定の形状に成型された成型品である。このように、複数の要素が一体成形された成形体を接続板として用いることにより、正極接続板34の強度及び剛性を高くすることができる。   The positive electrode connection plate 34 is a molded body in which three elements of the terminal connection portion 34a, the side surface portion 34b, and the connection piece portion 34c are integrally molded, and is a molded product in which a flat plate is molded into a predetermined shape. Thus, the strength and rigidity of the positive electrode connection plate 34 can be increased by using a molded body in which a plurality of elements are integrally formed as a connection plate.

端子接続部34aは、正極外部端子31に機械的に接続された矩形状の金属片(平板)である。端子接続部34aは、その平面が電池蓋22の内面及び発電要素体40の捲回折り返し部の一方側と対向するように、かつ電池蓋22の内面及び発電要素体40の捲回折り返し部の一方側に沿って、電池蓋22の長手方向及び発電要素体40の電極幅方向と同じ方向に延びるように、さらには長手方向が電池蓋22の長手方向及び発電要素体40の電極幅方向と同じ方向になるように配置され、正極シール材32を介して電池蓋22に取り付けられている。   The terminal connecting portion 34 a is a rectangular metal piece (flat plate) mechanically connected to the positive external terminal 31. The terminal connection portion 34 a has a flat surface facing the inner surface of the battery lid 22 and one side of the fold-back portion of the power generation element body 40, and the inner surface of the battery lid 22 and the fold-back portion of the power generation element body 40. Along the one side, the longitudinal direction extends in the same direction as the longitudinal direction of the battery lid 22 and the electrode width direction of the power generation element body 40, and the longitudinal direction further extends in the longitudinal direction of the battery lid 22 and the electrode width direction of the power generation element body 40. They are arranged in the same direction and are attached to the battery lid 22 via the positive electrode sealing material 32.

側面部34bは、端子接続部34aの長手方向一方側(負極外部端子31側とは反対側)端部から連続して形成された矩形状の金属片(平板)である。側面部34bは、端子接続部34aの長手方向一方側端部から電池缶21の底面側に向かって、所定の曲率をとりながら略直角に折れ曲がっていると共に、その平面が、電池缶21の第2側面の内面及び発電要素体40の電極幅方向正極側端部に対向するように、かつ電池缶21の第2側面の内面及び発電要素体40の電極幅方向正極側端部に沿って、電池缶21の底面側に延びるように、さらには長手方向が電池缶21の第2側面の長手方向及び発電要素体40の電極捲回方向と同じ方向になるように配置されている。側面部34bの端子接続部34a側とは反対側端部は、発電要素体40の正極集電部の長手方向他方側(発電要素体40の捲回折り返し部の他方側)端部に対応する位置まで延びている。   The side surface portion 34b is a rectangular metal piece (flat plate) formed continuously from one end in the longitudinal direction of the terminal connection portion 34a (the side opposite to the negative electrode external terminal 31 side). The side surface portion 34b is bent at a substantially right angle while taking a predetermined curvature from one end portion in the longitudinal direction of the terminal connection portion 34a toward the bottom surface side of the battery can 21. The inner surface of the second side surface of the battery can 21 and the end portion on the positive electrode side of the power generation element body 40 so as to face the inner surface of the two side surfaces and the end portion of the power generation element body 40 in the electrode width direction, The battery can 21 is arranged so that it extends to the bottom side of the battery can 21, and the longitudinal direction is the same as the longitudinal direction of the second side surface of the battery can 21 and the electrode winding direction of the power generation element body 40. The end portion of the side surface portion 34b opposite to the terminal connection portion 34a side corresponds to an end portion on the other side in the longitudinal direction of the positive electrode current collector portion of the power generation element body 40 (the other side of the fold-back portion of the power generation element body 40). Extends to position.

接続片34cは、側面部34bの短手方向一方側端部の縁から連続して形成された矩形状の金属片(平板)である。接続片34cは、側面部34bの短手方向一方側端部、かつ側面部34bの端子接続部34a側とは反対側端部から発電要素体40の正極集電部の長手方向一方側(発電要素体40の捲回折り返し部の一方側)端部に対応する位置に至る部位の縁から発電要素体40側に向かって、所定の曲率をとりながら略直角に折れ曲がっていると共に、その平面が、発電要素体40の正極集電部と対向するように、かつ発電要素体40側に延びるように、さらには長手方向が電池缶21の第2側面の長手方向及び発電要素体40の電極捲回方向と同じ方向になるように配置されている。接続片34cの長手方向両端部の2箇所には、接続片34cを正極集電部に超音波溶接するための溶接部34dが形成されている。溶接部34dは、接続片34cの平面を窪ませ、他の部位よりも肉厚を薄くした薄肉部である。   The connection piece 34c is a rectangular metal piece (flat plate) formed continuously from the edge of one side end portion in the short direction of the side surface portion 34b. The connection piece 34c has one side end in the short side direction of the side surface portion 34b and one side in the longitudinal direction of the positive electrode current collector of the power generation element body 40 from the end portion on the side surface portion 34b opposite to the terminal connection portion 34a side (power generation The element body 40 is bent at a substantially right angle while taking a predetermined curvature from the edge of the part that reaches the position corresponding to the end of the folded back part of the element body 40 toward the power generation element body 40 side, and the plane is Further, the longitudinal direction of the second side surface of the battery can 21 and the electrode rod of the power generation element body 40 are further extended so as to face the positive electrode current collector of the power generation element body 40 and extend toward the power generation element body 40. They are arranged in the same direction as the turning direction. A welded portion 34d for ultrasonically welding the connection piece 34c to the positive electrode current collector is formed at two locations on both ends in the longitudinal direction of the connection piece 34c. The welded part 34d is a thin part in which the plane of the connecting piece 34c is recessed and the thickness is made thinner than other parts.

発電要素体40に正極接続板34及び負極接続板がそれぞれ超音波溶接により接合された後、発電要素体40と電池蓋アセンブリとの組立体は、発電要素体40が電池蓋22によって機械的に支持された状態で、発電要素体40の捲回折り返し部の他方側が挿入側となって、電池缶21の内部に電池缶21の開口部から挿入される。これにより、発電要素体40は電池缶21の内部に収容され、電池蓋22にぶら下がった状態になる。この時、セパレータ44の素材の延伸方向は電池缶21の主面の短手方向と同じ方向になっている。   After the positive electrode connection plate 34 and the negative electrode connection plate are joined to the power generation element body 40 by ultrasonic welding, the assembly of the power generation element body 40 and the battery lid assembly is mechanically connected to the power generation element body 40 by the battery lid 22. In the supported state, the other side of the fold-back portion of the power generating element body 40 becomes the insertion side, and is inserted into the battery can 21 from the opening of the battery can 21. Thereby, the power generation element body 40 is accommodated in the battery can 21 and is in a state of being hung from the battery lid 22. At this time, the extending direction of the material of the separator 44 is the same as the short direction of the main surface of the battery can 21.

電池缶21に電池蓋22が接合された後、電池蓋22の長手方向中央部よりも正極外部端子30寄りに設けられた注液孔22aから電解液が電槽20内に注入される。電解液を注入後、注液孔22aはレーザビーム溶接によって気密及び液密に封止される。   After the battery lid 22 is joined to the battery can 21, an electrolytic solution is injected into the battery case 20 from a liquid injection hole 22 a provided closer to the positive electrode external terminal 30 than the longitudinal center of the battery lid 22. After injecting the electrolytic solution, the injection hole 22a is hermetically and liquid-tightly sealed by laser beam welding.

電池セル111の内部にはガス排出弁が設けられている。ガス排出弁は、電池セル111に何らかの異常が生じ、電解液が気化して内圧が上昇した場合、所定の内圧で作動して、電池セル111の外部にミスト状態のガスを放出し、電池セル111を保護するための安全弁である。電池蓋22の長手方向中央部にはガス排出弁が開放した場合、電槽20内部に発生したガスを電槽20の内部から外部に導くためのガス排出管60が設けられている。   A gas discharge valve is provided inside the battery cell 111. The gas discharge valve operates at a predetermined internal pressure when an abnormality occurs in the battery cell 111 and the internal pressure increases due to the evaporation of the electrolyte, and releases the mist gas to the outside of the battery cell 111. 111 is a safety valve for protecting 111. A gas discharge pipe 60 is provided at the center of the battery lid 22 in the longitudinal direction to guide the gas generated inside the battery case 20 from the inside to the outside when the gas discharge valve is opened.

《サブ角型電池モジュールの構成》
次に、図2乃至図4を用いて、サブ角型電池モジュール150について説明する。
《Sub-square battery module configuration》
Next, the sub-square battery module 150 will be described with reference to FIGS.

尚、図2においては、図示の簡略化を図るため、正極外部端子30,負極外部端子31及びガス排出管60や注液孔22aの図示を省略している。   In FIG. 2, the positive electrode external terminal 30, the negative electrode external terminal 31, the gas discharge pipe 60, and the liquid injection hole 22 a are omitted for simplification of illustration.

サブ角型電池モジュール150は、その主要構成要素として、6個の電池セル111、一対の端板151、5個のセルホルダ152、及び二対の接続板153を備えた組立体である。電池セル111及びセルホルダ152は交互に配置されて1列に並べられている。電池セル111及びセルホルダ152の配列体の配列方向両外側には端板151が配置されている。これにより、電池セル111及びセルホルダ152の配列体が配列方向両外側から端板151によって挟み込まれている。一対の端板151は二対の接続板153によって固定されている。これにより、電池セル111,セルホルダ152及び端板151の配列体はその配列方向両外側から固縛される。   The sub-square battery module 150 is an assembly including six battery cells 111, a pair of end plates 151, five cell holders 152, and two pairs of connection plates 153 as main components. The battery cells 111 and the cell holders 152 are alternately arranged and arranged in one row. End plates 151 are arranged on both outer sides in the arrangement direction of the array of battery cells 111 and cell holders 152. Thereby, the array body of the battery cell 111 and the cell holder 152 is sandwiched between the end plates 151 from both outer sides in the array direction. The pair of end plates 151 are fixed by two pairs of connection plates 153. Thereby, the array body of the battery cell 111, the cell holder 152, and the end plate 151 is secured from both outer sides in the array direction.

6個の電池セル111は、正極外部端子30,負極外部端子31,ガス排出管60及び注液孔22a(これらは図2では図示を省略)が設けられた電池蓋22が上面となり、その電池蓋22と対向する電池缶21の底面が載置面となるように縦置きされると共に、電池缶21の主面が電池セル111及びセルホルダ152の配列体の配列方向を向くように配置され、さらには、電池セル111及びセルホルダ152の配列体の配列方向にセルホルダ152を介して一定間隔で配置されている。また、6個の電池セル111は、電池セル111及びセルホルダ152の配列体の配列方向一方側端部に配置された電池セル111からその他方側端部に配置された電池セル111に向かって順番に電気的に直列に接続されている。セルホルダ152を介して、電池セル111及びセルホルダ152の配列体の配列方向に隣接する電池セル111同士は、電池セル111の電池蓋22と電池缶21の底面との対向方向に延びる中心軸を回転軸として180度回転させた回転対称の関係となるように配置されている。これにより、セルホルダ152を介して、電池セル111及びセルホルダ152の配列体の配列方向に隣接する電池セル111同士の間では、一方の電池セル111の正極外部端子30及び負極外部端子31と、他方の電池セル111の正極外部端子30及び負極外部端子31との配置位置が異なる。この時、セルホルダ152を介して、電池セル111及びセルホルダ152の配列体の配列方向に隣接する電池セル111の一方の正極外部端子30(又は負極外部端子31)と他方の負極外部端子31(又は正極外部端子30)とが、電池セル111及びセルホルダ152の配列体の配列方向に対向配置される。従って、セルホルダ152を介して、電池セル111及びセルホルダ152の配列体の配列方向に隣接する電池セル111同士を電気的に接続するとき、バスバーと呼ばれる平板状の導電部材(図示省略)によって簡単かつ容易にその接続を行うことができる。また、導電部材の長さを最短とすることができ、サブ角型電池モジュール150の材料費を低く抑えることができる。   The six battery cells 111 have a battery lid 22 provided with a positive electrode external terminal 30, a negative electrode external terminal 31, a gas discharge pipe 60, and a liquid injection hole 22a (these are not shown in FIG. 2) as an upper surface. The battery can 21 is placed vertically so that the bottom surface of the battery can 21 facing the lid 22 is a mounting surface, and the main surface of the battery can 21 is arranged so as to face the arrangement direction of the battery cell 111 and the cell holder 152. Furthermore, the battery cells 111 and the cell holders 152 are arranged at regular intervals via the cell holders 152 in the arrangement direction of the array of battery cells 111 and cell holders 152. The six battery cells 111 are arranged in order from the battery cell 111 arranged at one end in the arrangement direction of the array of the battery cells 111 and the cell holder 152 toward the battery cell 111 arranged at the other end. Are electrically connected in series. The battery cells 111 adjacent to each other in the arrangement direction of the battery cell 111 and the array of cell holders 152 rotate around the central axis extending in the facing direction between the battery lid 22 of the battery cell 111 and the bottom surface of the battery can 21 via the cell holder 152. They are arranged so as to have a rotationally symmetrical relationship rotated 180 degrees as an axis. Thereby, between the battery cells 111 adjacent to each other in the arrangement direction of the battery cell 111 and the array of cell holders 152 via the cell holder 152, the positive electrode external terminal 30 and the negative electrode external terminal 31 of the one battery cell 111, and the other The arrangement positions of the positive electrode external terminal 30 and the negative electrode external terminal 31 of the battery cell 111 are different. At this time, one positive external terminal 30 (or negative external terminal 31) and the other negative external terminal 31 (or the other negative external terminal 31) of the battery cell 111 adjacent to each other in the arrangement direction of the battery cell 111 and the array of cell holders 152 via the cell holder 152. And the positive electrode external terminal 30) are arranged to face each other in the arrangement direction of the array of battery cells 111 and cell holders 152. Accordingly, when the battery cells 111 and the battery cells 111 adjacent to each other in the arrangement direction of the array of cell holders 152 are electrically connected to each other via the cell holder 152, a flat conductive member (not shown) called a bus bar can be used. The connection can be made easily. In addition, the length of the conductive member can be minimized, and the material cost of the sub-square battery module 150 can be kept low.

セルホルダ152は、電池セル111,セルホルダ152及び端板151の配列体が、その配列方向両端部から与えられた力によって固縛されたとき、その力を各電池セル111の配列面(電槽20の主面)に伝達して電池セル111を保持固定するものであると共に、電池セル111の配列方向の膨らみを抑えるものであり、さらには、電池セル111,セルホルダ152及び端板151の配列体の配列方向に隣接する電池セル111の間に、冷却媒体が流れる流路を形成するものである。   When the array of the battery cells 111, the cell holder 152, and the end plate 151 is secured by the force applied from both ends in the array direction, the cell holder 152 applies the force to the array surface (the battery case 20) of each battery cell 111. The battery cell 111 is held and fixed, and the expansion of the battery cell 111 in the arrangement direction is suppressed, and further, the battery cell 111, the cell holder 152, and the end plate 151 are arranged. The flow path through which the cooling medium flows is formed between the battery cells 111 adjacent to each other in the arrangement direction.

セルホルダ152の材質には繊維強化プラスチック(FRP)、すなわち不飽和ポリエステル,エポキシ樹脂,ポリアミド樹脂,フェノール樹脂などの熱硬化性及び電気絶縁性を有する樹脂に、ガラス繊維などの繊維を補強材として混合した複合材を用いている。セルホルダ152は、その複合材を型に流し込んで硬化させて製作した成型体である。   The material of the cell holder 152 is a fiber reinforced plastic (FRP), that is, a resin such as unsaturated polyester, epoxy resin, polyamide resin, phenol resin, etc. mixed with a fiber such as glass fiber as a reinforcing material. Used composite material. The cell holder 152 is a molded body manufactured by pouring the composite material into a mold and curing it.

セルホルダ152は、図3に示すように、平面部152a及び突部(畝部)152bを備えている。平面部152aは、電池セル111の電池缶21の主面(冷却媒体が流れる扁平面或いは配列面)と対向する面体部位であり、電池セル111の電池缶21の主面と同じ大きさ及び同じ形状(矩形状)の平面を備えている。突部152bは、平面部152aの短手方向の一端から他端まで直線状に延びている部位であり、平面部152aの表裏面上の3箇所、すなわち平面部152aの長手方向中央部、平面部152aの長手方向一方側端部から中央部までの間の1箇所、及び平面部152aの長手方向他方側端部から中央部までの間の1箇所の計3箇所からそれぞれ、電池セル111に向かって垂直に突出するように形成されている。   As shown in FIG. 3, the cell holder 152 includes a flat portion 152 a and a protrusion (ridge) 152 b. The flat portion 152a is a face part that faces the main surface of the battery can 21 of the battery cell 111 (a flat surface or an array surface through which the cooling medium flows), and has the same size and the same as the main surface of the battery can 21 of the battery cell 111. A flat surface having a shape (rectangular shape) is provided. The protrusions 152b are portions that extend linearly from one end to the other end in the short direction of the flat portion 152a, and are three places on the front and back surfaces of the flat portion 152a, that is, the central portion in the longitudinal direction of the flat portion 152a, the plane The battery cell 111 has a total of three locations, one from the one end in the longitudinal direction of the portion 152a to the central portion and one from the other end in the longitudinal direction of the flat portion 152a to the central portion. It is formed so as to protrude vertically.

尚、本実施例では、平面部152aの一面当たりの突部152bの数を三つとした場合を例に挙げて説明するが、それ以上あっても構わない。   In the present embodiment, the case where the number of the protrusions 152b per surface of the flat portion 152a is three will be described as an example, but there may be more.

三つの突部152bの突出高さは同じであり、数ミリ程度の高さである。平面部152aの長手方向における突部152bの間隔は一定である。平面部152aの長手方向中央部の突部152bは、電池セル111の電池缶21の主面の長手方向中央部を対向方向から押さえ付け、電池セル111の電池缶21の主面の長手方向中央部に生じる膨らみを抑制する抑制機構としても機能する。このように、本実施形態では、電池セル111の膨張を抑えることができるので、電池セル111の膨張による電池セル111の性能への影響を小さくすることができる。   The protrusion heights of the three protrusions 152b are the same and are about several millimeters high. The interval between the protrusions 152b in the longitudinal direction of the plane part 152a is constant. The protrusion 152b at the center portion in the longitudinal direction of the flat portion 152a presses the center portion in the longitudinal direction of the main surface of the battery can 21 of the battery cell 111 from the opposite direction, and the center in the longitudinal direction of the main surface of the battery can 21 in the battery cell 111. It also functions as a suppression mechanism that suppresses the swelling generated in the part. Thus, in this embodiment, since the expansion of the battery cell 111 can be suppressed, the influence of the expansion of the battery cell 111 on the performance of the battery cell 111 can be reduced.

セルホルダ152と電池セル111との間には、電池セル111を冷却する冷却媒体、例えば冷却空気を流通させるための複数の冷却流路152cが形成されている。冷却流路152cは、電池セル111の電池缶21の主面の短手方向一方側端部側(電池缶21の底面側)から他方側端部側(電池蓋22側)に直線状に延びて、冷却媒体(例えばファンによって送風されてきた冷却空気)を電池セル111の電池缶21の主面の短手方向一方側端部側から他方側端部側に向かって電池缶21の主面の表面を冷却しながら流通させるように、かつ電池セル111の電池缶21の主面の長手方向に4分割されるように、セルホルダ152の平面部152a,突部152b及び電池セル1の電池缶21の主面によって囲まれることにより形成されている。   Between the cell holder 152 and the battery cell 111, a plurality of cooling channels 152c are formed for circulating a cooling medium for cooling the battery cell 111, for example, cooling air. The cooling channel 152c extends linearly from one side end portion side (bottom surface side of the battery can 21) of the main surface of the battery can 21 of the battery cell 111 to the other side end portion (battery lid 22 side). Then, the cooling medium (for example, cooling air blown by a fan) is supplied from the one side end portion side to the other end portion side of the main surface of the battery can 21 of the battery cell 111 in the main surface of the battery can 21. The flat surface portion 152a and the projecting portion 152b of the cell holder 152 and the battery can of the battery cell 1 are divided into four in the longitudinal direction of the main surface of the battery can 21 of the battery cell 111 so that the surface of the battery can be circulated. It is formed by being surrounded by 21 main surfaces.

このように、本実施形態では、電池缶21の主面の短手方向に冷却媒体を流通させている。すなわち冷却媒体の流通方向とセパレータ44の素材の延伸方向が同一方向になっている。これにより、本実施形態では、電池缶21の主面の中央部分からセパレータ44の素材の延伸方向に向かって生じる温度むら(温度差)に沿って電池セル111を冷却することができる。電池缶21の主面における温度分布は、セパレータ44の素材の延伸方向に向かって生じる温度むら(温度差)が、セパレータ44の素材の延伸方向に直交する方向に向かって生じる温度むら(温度差)よりも大きい。このため、本実施形態では、電池セル111の温度を低減することができると共に、電池缶21の主面の中央部分からセパレータ44の素材の延伸方向に直交する方向に向かって生じる温度むら(温度差)に沿って電池セル111を冷却する場合よりも、温度むら(温度差)を小さくすることができる。従って、本実施形態では、電池セル111の冷却性能を向上させることができ、電池セル111の性能及び寿命を向上させることができるバッテリ装置100を提供することができる。   Thus, in the present embodiment, the cooling medium is circulated in the short direction of the main surface of the battery can 21. That is, the flow direction of the cooling medium and the extending direction of the material of the separator 44 are the same direction. Thereby, in this embodiment, the battery cell 111 can be cooled along the temperature unevenness (temperature difference) which arises toward the extending | stretching direction of the raw material of the separator 44 from the center part of the main surface of the battery can 21. FIG. The temperature distribution on the main surface of the battery can 21 is such that the temperature unevenness (temperature difference) that occurs in the extending direction of the material of the separator 44 occurs in the direction orthogonal to the extending direction of the material of the separator 44 (temperature difference). Bigger than). For this reason, in the present embodiment, the temperature of the battery cell 111 can be reduced, and temperature unevenness (temperature) generated from the central portion of the main surface of the battery can 21 toward the direction orthogonal to the extending direction of the material of the separator 44. The temperature unevenness (temperature difference) can be made smaller than when the battery cell 111 is cooled along the difference. Therefore, in the present embodiment, it is possible to provide the battery device 100 that can improve the cooling performance of the battery cell 111 and can improve the performance and life of the battery cell 111.

また、本実施形態では、冷却媒体の流通方向とセパレータ44の素材の延伸方向とを同一方向にしているので、セパレータ44の素材の延伸方向に直交する方向の熱収縮を略一定にすることができる。セパレータ44の素材の延伸方向はセパレータ44の素材の延伸方向に直交する方向よりも強度が大きく、熱収縮の影響を受け難い。従って、本実施形態では、セパレータ44に対する熱歪が小さくなり、熱歪に対するセパレータ44の耐力を向上させることができる。   Further, in this embodiment, since the flow direction of the cooling medium and the stretching direction of the material of the separator 44 are the same direction, the heat shrinkage in the direction orthogonal to the stretching direction of the material of the separator 44 can be made substantially constant. it can. The stretching direction of the material of the separator 44 is greater in strength than the direction orthogonal to the stretching direction of the material of the separator 44 and is not easily affected by heat shrinkage. Therefore, in this embodiment, the thermal strain with respect to the separator 44 is reduced, and the proof stress of the separator 44 against the thermal strain can be improved.

尚、本実施形態では、冷却媒体として空気を用いた場合を例に挙げて説明したが、冷却媒体としては不活性気体や不凍液などの液体を用いても構わない。液体の場合は、電池缶21の表面に直接媒体を当てることはせず、媒体が流れる熱伝導性の高い流路構造体を電池缶21の表面に当てて電池セル111を間接的に冷却する。この場合も、媒体の流れる方向は電池缶21の主面の短手方向、すなわちセパレータ44の素材の延伸方向と同じ方向にする。   In the present embodiment, the case where air is used as the cooling medium has been described as an example, but a liquid such as an inert gas or an antifreeze may be used as the cooling medium. In the case of liquid, the medium is not directly applied to the surface of the battery can 21, but the battery cell 111 is indirectly cooled by applying a highly heat-conductive channel structure through which the medium flows to the surface of the battery can 21. . Also in this case, the flowing direction of the medium is set to the short direction of the main surface of the battery can 21, that is, the same direction as the extending direction of the material of the separator 44.

また、本実施形態では、冷却媒体の流れ方向を、電池缶21の底面から電池蓋22に向かう方向としたが、その逆の方向であっても構わない。   In the present embodiment, the flow direction of the cooling medium is the direction from the bottom surface of the battery can 21 toward the battery cover 22, but the opposite direction may be used.

さらに、本実施形態では、電池缶21の主面の短手方向に冷却媒体を流通させた場合を例に挙げて説明したが、電池缶21の主面の長手方向に冷却媒体を流通させてもよい。   Furthermore, in the present embodiment, the case where the cooling medium is circulated in the short direction of the main surface of the battery can 21 has been described as an example, but the cooling medium is circulated in the longitudinal direction of the main surface of the battery can 21. Also good.

端板151は、セルホルダ152と同じ複合材を型に流し込んで硬化させて製作した成型体、或いは金属、例えば放熱性がよくて軽いアルミニウム又はそれを主成分とする合金を溶融して金型に圧入して製作した金型鋳造体(アルミダイカスト又はアルミダイキャストにより製作された成型体)であり、外形寸法が電池セル111の電池缶21の主面及びセルホルダ152の平面部152aよりも大きい扁平直方体(高さ寸法が縦及び横の寸法よりも小さい直方体)形状の構造体である。端板151は、最も面積が大きい二つの主面(表裏面)が、電池セル111及びセルホルダ152の配列体の配列方向を向くように、電池セル111及びセルホルダ152の配列体の配列方向両端部に配置されている。   The end plate 151 is formed by pouring the same composite material as the cell holder 152 into a mold and curing it, or by melting a metal, for example, light heat-dissipating and light aluminum or an alloy containing the same as a main component into a mold. It is a die casting body (molded body manufactured by aluminum die casting or aluminum die casting) manufactured by press-fitting, and has a flat outer dimension that is larger than the main surface of the battery can 21 of the battery cell 111 and the flat portion 152a of the cell holder 152. This is a rectangular parallelepiped (a rectangular parallelepiped whose height dimension is smaller than the vertical and horizontal dimensions). The end plate 151 has two main surfaces (front and back surfaces) with the largest area facing both ends of the array of battery cells 111 and cell holders 152 in the array direction so that the array of battery cells 111 and cell holders 152 is aligned. Is arranged.

端板151の電池セル111側の主面は電池缶21の主面と対向して面接触する平面形状になっている。端板151の電池セル111側とは反対側の主面の中央部分には、図4に示すように、矩形状に切り欠かれて、電池セル111側とは反対側から電池セル111側に向かって窪んだ凹部151aが形成されている。凹部151aの外形寸法は電池セル111の電池缶21の主面の外形寸法とほぼ同じ大きさになっている。   The main surface of the end plate 151 on the battery cell 111 side has a planar shape that faces the main surface of the battery can 21 and makes surface contact. As shown in FIG. 4, the central portion of the main surface of the end plate 151 opposite to the battery cell 111 side is cut out in a rectangular shape, and from the opposite side to the battery cell 111 side to the battery cell 111 side. A recessed portion 151a that is recessed toward the surface is formed. The outer dimension of the recess 151 a is substantially the same as the outer dimension of the main surface of the battery can 21 of the battery cell 111.

端板151の凹部151aの中央部には歪みゲージ(センサ)160が接着部材(例えば接着剤或いは接着テープ)によって貼り付けられている。歪みゲージ(センサ)160は、電池セル111の内圧増大に伴う形状変化(膨らみ)による応力によって端板151に生じる歪み(変形)を測定し、この測定結果から、電池セル111の形状変化(内圧増大)を検出し、電池セル111が異常であるか否かを診断するために設けられている。このため、歪みゲージ160から延びる配線(信号線)はバッテリ制御装置130まで延び、バッテリ制御装置130に接続されている。これにより、歪みゲージ160から出力された信号は、バッテリ制御装置130のMCUに入力される。   A strain gauge (sensor) 160 is attached to the center of the recess 151a of the end plate 151 with an adhesive member (for example, an adhesive or an adhesive tape). The strain gauge (sensor) 160 measures the strain (deformation) generated in the end plate 151 due to the stress due to the shape change (swelling) accompanying the increase in the internal pressure of the battery cell 111, and from this measurement result, the shape change (internal pressure) of the battery cell 111. This is provided to detect whether or not the battery cell 111 is abnormal. For this reason, the wiring (signal line) extending from the strain gauge 160 extends to the battery control device 130 and is connected to the battery control device 130. As a result, the signal output from the strain gauge 160 is input to the MCU of the battery control device 130.

端板151の凹部151aの底部の肉厚は、端板151の主面の対向方向における周縁部分の肉厚よりも薄い(凹部151aの底部の肉厚<周縁部の肉厚の関係にある)。このため、端板151の凹部151aの底部の硬さは周縁部分よりも軟らかくなっている。これにより、電池セル111の内圧増大に伴う形状変化(膨らみ)による応力によって端板151に生じる歪みは、端板151の凹部151aの底部において増幅されるようになる。従って、電池セル111の内圧増大に伴う形状変化(膨らみ)による応力によって端板151に生じる歪みを歪みゲージ160によって感度よく測定するためには、歪みゲージ160を端板151の凹部151aの底部に取り付けることが好ましい。また、端板151の凹部151aの底部のうち、端板151に生じる歪みを歪みゲージ160によって最も感度よく測定できるのは中央部である。このようなことから、本実施形態では、歪みゲージ160を端板151の凹部151aの底部の中央部に取り付けて、歪みケージ160による歪み測定感度を向上させ、電池セル111の内圧増大に伴う形状変化(膨らみ)を精度よく検知することができる。   The thickness of the bottom portion of the concave portion 151a of the end plate 151 is thinner than the thickness of the peripheral portion in the opposing direction of the main surface of the end plate 151 (the thickness of the bottom portion of the concave portion 151a <the thickness of the peripheral portion). . For this reason, the hardness of the bottom part of the recessed part 151a of the end plate 151 is softer than a peripheral part. Thereby, the distortion which arises in the end plate 151 by the stress by the shape change (swelling) accompanying the internal pressure increase of the battery cell 111 comes to be amplified in the bottom part of the recessed part 151a of the end plate 151. Therefore, in order to measure the strain generated in the end plate 151 due to the stress due to the shape change (swelling) accompanying the increase in the internal pressure of the battery cell 111 with the strain gauge 160 with high sensitivity, the strain gauge 160 is placed on the bottom of the recess 151 a of the end plate 151. It is preferable to attach. Of the bottom of the recess 151 a of the end plate 151, the strain that can be measured with the strain gauge 160 with the highest sensitivity can be measured at the center. For this reason, in this embodiment, the strain gauge 160 is attached to the center of the bottom of the recess 151a of the end plate 151 to improve the strain measurement sensitivity by the strain cage 160, and the shape accompanying the increase in the internal pressure of the battery cell 111. A change (bulge) can be accurately detected.

ここで、数値計算によって、部材の薄肉化による歪みの増幅効果を検証してみた。検証にあたっては、歪みが生じる部材として、厚みの異なる複数の円板を用いた。そして、各円板の周辺を固定し、同心円内に等分布に荷重を与えた。この結果、円板に生じる歪みは厚みの二乗に反比例して大きくなることが判った。例えば、部材の厚みを、10mmから2mmに薄肉化した場合、2mmの厚みの部材に生じる歪みは、10mmの厚みの部材に生じる歪みに対して25倍の値になった。これは、薄肉化によって部材が軟化し、部材による歪みの増幅率が大きくなったことに起因すると考えられる。本実施形態においても、端板151に生じる歪みが凹部151aの底部(薄肉部)によって大きく増幅され、歪みゲージ160による歪み測定感度が大幅に良くなり、電池セル111の内部における小さな内圧変化まで検知することができるようになった。   Here, the amplification effect of the distortion due to the thinning of the member was verified by numerical calculation. In the verification, a plurality of discs having different thicknesses were used as members that cause distortion. And the periphery of each disk was fixed and the load was equally distributed in the concentric circle. As a result, it was found that the distortion generated in the disk increases in inverse proportion to the square of the thickness. For example, when the thickness of the member is reduced from 10 mm to 2 mm, the strain generated in the member having a thickness of 2 mm is 25 times the value generated in the member having a thickness of 10 mm. This is considered to be due to the fact that the member was softened due to the thinning, and the amplification factor of the strain by the member was increased. Also in the present embodiment, the strain generated in the end plate 151 is greatly amplified by the bottom portion (thin wall portion) of the recess 151a, the strain measurement sensitivity by the strain gauge 160 is greatly improved, and even a small internal pressure change inside the battery cell 111 is detected. I was able to do that.

接続板153は金属製の細長い平板形状の梁であり、電池セル111,セルホルダ152及び端板151の配列体の配列方向に直交する4面のうち、電池セル111の電池蓋22及び電池缶21の底面と対向する2面とは異なる2面(電池缶21の主面、セルホルダ152の平面部152a及び端板151の主面の長手方向に面する2面)側にそれぞれ二つ、電池セル111,セルホルダ152及び端板151の配列体の配列方向に、しかもお互いに平行に延びるように配置されると共に、電池セル111,セルホルダ152及び端板151の配列体が圧縮された状態で一対の端板151の主面の長手方向両端の側面に、溶接或いはボルトなどの締結部材によって接続されている。これにより、電池セル111,セルホルダ152及び端板151の配列体は、端板151と接続板153との締結力によって、電池セル111とセルホルダ152とが接触して常に圧縮された状態で保持(固縛)される。   The connection plate 153 is a long, thin plate-shaped beam made of metal, and the battery lid 22 and the battery can 21 of the battery cell 111 among the four surfaces orthogonal to the arrangement direction of the battery cell 111, the cell holder 152, and the end plate 151. Two battery cells each on the two surfaces (two surfaces facing the longitudinal direction of the main surface of the battery can 21, the planar portion 152a of the cell holder 152 and the main surface of the end plate 151) different from the two surfaces facing the bottom surface of the battery cell 111, the cell holder 152 and the end plate 151 are arranged in the arrangement direction of the array body and extend so as to be parallel to each other, and the battery cell 111, the cell holder 152 and the end plate 151 are compressed in a compressed state. The end plate 151 is connected to the side surfaces at both ends in the longitudinal direction of the main surface by welding or fastening members such as bolts. Thereby, the battery cell 111, the cell holder 152, and the array of end plates 151 are held in a state where the battery cells 111 and the cell holders 152 are always compressed by the fastening force between the end plates 151 and the connection plate 153 ( Lashed).

以上の固縛状態において、電池セル111の内圧が増大し、その圧力によって電池缶21の主面が形状変化、すなわち膨らもうとすると、電池缶21の主面を形状変化させようとする圧力(膨張力)は応力となって、内圧が増大した電池セル111の他の部位、他の電池セル111,セルホルダ152,端板151、及び接続板153に、直接或いは他の構成部品を介して作用する。これにより、それらの構成部品の各々には歪みが生じる。従って、それらの構成部品のうち、サブ角型電池モジュール150の設計や組み立てなどに影響を及ぼさない構成部品に歪みゲージ160を取り付け、その構成部品に生じる歪みを計測することにより、電池セル111の内圧の増大(形状変化である膨らみ)を検知することができる。前述のように、本実施形態では、端板151の凹部151aの底部(薄肉部)に歪みゲージ160を取り付けている。端板151の凹部151aの底部(薄肉部)への歪みゲージ160の取り付けは、サブ角型電池モジュール150の設計や組み立てなどに影響を及ぼすことがなく、しかも歪みゲージ160による歪み計測感度を向上させることができる。   In the above-described secured state, the internal pressure of the battery cell 111 increases, and when the main surface of the battery can 21 changes shape due to the pressure, that is, the pressure to change the main surface of the battery can 21 changes. (Expansion force) becomes stress, and other parts of the battery cell 111 where the internal pressure is increased, the other battery cell 111, the cell holder 152, the end plate 151, and the connection plate 153 are directly or via other components. Works. This causes distortion in each of those components. Therefore, among these components, the strain gauge 160 is attached to a component that does not affect the design or assembly of the sub-square battery module 150, and the strain generated in the component is measured. An increase in internal pressure (bulge that is a shape change) can be detected. As described above, in this embodiment, the strain gauge 160 is attached to the bottom (thin wall) of the recess 151a of the end plate 151. Attachment of the strain gauge 160 to the bottom (thin wall portion) of the recess 151a of the end plate 151 does not affect the design and assembly of the sub-square battery module 150, and improves the strain measurement sensitivity by the strain gauge 160. Can be made.

《電池セルの異常検出方法》
次に、歪みゲージ160から出力された計測信号に基づく、バッテリ制御装置130のMCUによる電池セル111の異常検出方法について説明する。
<Battery cell abnormality detection method>
Next, an abnormality detection method for the battery cell 111 by the MCU of the battery control device 130 based on the measurement signal output from the strain gauge 160 will be described.

バッテリ制御装置130のMCUには、歪みゲージ160から出力された計測信号に基づいて、電池セル111に異常があるか否かを判断するための異常検出部が設けられている。電池セル111は充放電時にも内圧が増加して膨張するし、電極間の内部短絡,外部短絡,過充電などの異常時にも内圧が増加して膨張する。しかし、充放電時と異常時とでは、電池セル111の充電状態(SOC)と内圧(膨張力)との関係を示す特性の時間的変化率が異なり、しかも異常時の時間的変化率が充放電時の時間的変化率よりも速い。また、電池セル111の内圧(膨張力)によってサブ角型電池モジュール150の構成部品に生じる歪みは電池セル111の内圧(膨張力)に比例する。従って、歪みゲージ160から出力された計測信号に基づいて得られた歪みの時間変化率を求め、この求めた時間変化率と、予め試験結果に基づいて設定した、歪みの時間変化率に対する閾値(電池セル111の異常及び正常を判定するための判定値)とを比較し、この比較結果から、求められた歪みの時間変化率が閾値よりも大きいか否かを判断することにより、サブ角型電池モジュール150を構成する6個の電池セル111の異常を検出することができる。   The MCU of the battery control device 130 is provided with an abnormality detection unit for determining whether or not the battery cell 111 is abnormal based on the measurement signal output from the strain gauge 160. The battery cell 111 expands due to an increase in internal pressure during charge / discharge, and also expands due to an increase in internal pressure during abnormalities such as internal short-circuiting, external short-circuiting, and overcharging between electrodes. However, the time change rate of the characteristic indicating the relationship between the state of charge (SOC) of the battery cell 111 and the internal pressure (expansion force) is different between the charge and discharge times and the time change rate at the time of abnormality. Faster than the rate of change over time during discharge. Further, the distortion generated in the components of the sub-square battery module 150 due to the internal pressure (expansion force) of the battery cell 111 is proportional to the internal pressure (expansion force) of the battery cell 111. Therefore, the time change rate of the strain obtained based on the measurement signal output from the strain gauge 160 is obtained, and the obtained time change rate and a threshold value for the time change rate of the strain set in advance based on the test result ( And a determination value for determining whether the battery cell 111 is abnormal or normal), and from this comparison result, it is determined whether or not the time rate of change of the obtained strain is larger than a threshold value. Abnormalities of the six battery cells 111 constituting the battery module 150 can be detected.

歪みの時間変化率に対する閾値は予め、図2と同じ構成のサブ角型電池モジュール150のサンプルを製作して試験的に求める。具体的には、作成したサンプルのサブ角型電池モジュール150を構成する6個の電池セル111のうちの一つの内圧を意図的に、例えば0.1MPa/min程度で圧力を上昇させ、このときの、端板111の凹部151aの底部(薄肉部)に取り付けた歪みゲージ160によって測定された歪みの時間変化率、例えば1秒変化したときの歪みの変化率を求め、これを歪み時間変化率の閾値とする。歪み時間変化率の閾値は、バッテリ装置100を製造する段階において、バッテリ制御装置130のMCUのメモリに書き込み記憶させる。   The threshold value for the strain change rate with time is obtained in advance by manufacturing a sample of the sub-square battery module 150 having the same configuration as that shown in FIG. Specifically, the internal pressure of one of the six battery cells 111 constituting the sample sub-square battery module 150 is intentionally increased, for example, at about 0.1 MPa / min. The strain time change rate measured by the strain gauge 160 attached to the bottom (thin wall portion) of the concave portion 151a of the end plate 111, for example, the strain change rate when changed for 1 second is obtained, and this is the strain time change rate. Threshold. The threshold value for the rate of change in distortion time is written and stored in the memory of the MCU of the battery control device 130 at the stage of manufacturing the battery device 100.

歪みにより電池セル111の異常を検出する方法としては、まず、バッテリ装置100の充放電(負荷運転)時に、電池モジュール110を構成するサブ角型電池モジュール150の端板151の凹部151aの底部(薄肉部)に取り付けられた歪みセンサ160の出力信号から周期的に歪みを検知する。次に、歪みセンサ160の出力信号から周期的に得られた歪み情報から、歪みの時間変化率(例えば1秒変化したときの歪みの変化率)を求める。次に、前のステップにおいて求めた歪みの時間変化率と、予め閾値として記憶された時間変化率の閾値とを比較(求めた歪みの時間変化率−閾値、又は、閾値−求めた歪みの時間変化率)し、求められた歪みの時間変化率が閾値よりも大きい(求めた歪みの時間変化率−閾値>0、又は、閾値−求めた歪みの時間変化率<0)か否かを判断する。この判断結果、肯定の場合には、サブ角型電池モジュール150を構成する6個の電池セル111のいずれかに異常があるとして、異常処理を実行する。一方、否定の場合には、最初のステップに戻り、上述した一連の処理を繰り返し実行する。   As a method of detecting an abnormality of the battery cell 111 due to distortion, first, at the time of charging / discharging (load operation) of the battery device 100, the bottom of the recess 151a of the end plate 151 of the sub-square battery module 150 constituting the battery module 110 ( The strain is periodically detected from the output signal of the strain sensor 160 attached to the thin wall portion. Next, from the strain information periodically obtained from the output signal of the strain sensor 160, the strain change rate with time (for example, the strain change rate when changed for 1 second) is obtained. Next, the time change rate of the distortion obtained in the previous step is compared with the threshold value of the time change rate stored in advance as a threshold value (the obtained time change rate of the strain−the threshold value or the threshold value−the obtained distortion time time). Change rate), and it is determined whether or not the obtained time change rate of the strain is larger than the threshold value (the obtained strain time change rate−threshold value> 0 or the threshold value−the obtained strain time change rate <0). To do. If the result of this determination is affirmative, an abnormality process is executed assuming that one of the six battery cells 111 constituting the sub-square battery module 150 is abnormal. On the other hand, in the case of negative, the process returns to the first step and the above-described series of processing is repeatedly executed.

異常処理としては、バッテリ制御装置130或いは車両制御装置8若しくはモータ制御装置340から、第1及び第2正極側リレー410,430及び第1及び第2負極側リレー420,440のうち、投入されているリレーに対してリレー開放の指令信号を出力し、投入されているリレーを開放させる。これにより、電池モジュール110とインバータ装置300のパワーモジュール310との間或いは充電器500の昇圧回路520との間の電気的な接続が遮断され、電池モジュール110に入力される或いは電池モジュール110から出力される電流が遮断される。この結果、異常が生じた電池セル111の内圧の上昇を抑制した状態で、バッテリ装置100の動作を安全に停止させることができる。このように、本実施形態では、電池セル111の膨張力により生じる歪みを検知して電池セル111の異常を検出することができるので、バッテリ装置100の信頼性を向上させることができる。   As the abnormality processing, the battery control device 130, the vehicle control device 8, or the motor control device 340 is turned on among the first and second positive side relays 410 and 430 and the first and second negative side relays 420 and 440. The relay release command signal is output to the relay being opened, and the relay that has been turned on is released. As a result, the electrical connection between the battery module 110 and the power module 310 of the inverter device 300 or between the booster circuit 520 of the charger 500 is cut off and input to the battery module 110 or output from the battery module 110. Current is cut off. As a result, the operation of the battery device 100 can be safely stopped in a state where an increase in the internal pressure of the battery cell 111 in which an abnormality has occurred is suppressed. Thus, in this embodiment, since the distortion which arises by the expansion force of the battery cell 111 can be detected and abnormality of the battery cell 111 can be detected, the reliability of the battery apparatus 100 can be improved.

〔実施形態2〕
第2実施形態を図7に基づいて説明する。
[Embodiment 2]
A second embodiment will be described with reference to FIG.

図7は、サブ角型電池モジュール150の一つの構成部品である端板151の全体構成を示す。   FIG. 7 shows the overall configuration of the end plate 151 that is one component of the sub-square battery module 150.

第1実施形態では、端板151の中央部分のみに凹部151aを設けた。これに対して、本実施形態では、周縁部にも10個の凹(窪み)部151bを設けている。   In the first embodiment, the concave portion 151 a is provided only in the central portion of the end plate 151. On the other hand, in this embodiment, the ten recessed (dent) part 151b is provided also in the peripheral part.

10個の凹部151bの形状は凹部151aと同様の矩形状であるが、外形寸法が3種類ある。3種類の外形寸法からなる10個の凹部151bは端板151(凹部151aの底部)の中心を貫く中心軸に直行する長手方向及び短手方向の軸線に対して線対称になるように、或いは中心軸を回転軸として180度回転したとき回転対象となるように配置されている。10個の凹部151bは、深さが凹部151aと同様の深さになるように、電池セル111側とは反対側から電池セル111側に向かって窪んでいる。   The ten concave portions 151b have the same rectangular shape as the concave portion 151a, but there are three types of external dimensions. Ten recesses 151b having three types of external dimensions are symmetrical with respect to the longitudinal and transverse axes perpendicular to the center axis passing through the center of the end plate 151 (the bottom of the recess 151a), or It is arranged to be a rotation target when rotated 180 degrees with the central axis as a rotation axis. The ten recesses 151b are recessed from the side opposite to the battery cell 111 side toward the battery cell 111 side so that the depth is the same as that of the recess 151a.

尚、本実施形態によれば、10個の凹部151bの形状を矩形状としたが、他の形状を採用してもよい。また、凹部151bの数も異なる数としてもよい。さらに、本実施形態によれば、凹部151bの深さを凹部151aと同じ深さとしたが、異なる深さとしてもよい。   In addition, according to this embodiment, although the shape of the ten recessed parts 151b was made into the rectangular shape, you may employ | adopt another shape. Also, the number of recesses 151b may be different. Furthermore, according to the present embodiment, the depth of the recess 151b is the same as that of the recess 151a, but may be a different depth.

これ以外の構成は第1実施形態と同様である。第1実施形態と同様の構成には第1実施形態と同様の符号を付して、その説明を省略する。   The other configuration is the same as that of the first embodiment. Components similar to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and description thereof is omitted.

以上説明した本実施形態によれば、第1実施形態と同様に、端板151の凹部151aの底部に取り付けた歪みゲージ160によって、電池セル111の形状変化である膨らみによって生じる歪みを感度よく測定し、この測定結果に基づいて、電池セル111の異常を検出することができるので、第1実施形態と同様の作用効果を奏することができる。   According to the present embodiment described above, as in the first embodiment, the strain gauge 160 attached to the bottom of the recess 151a of the end plate 151 measures with high sensitivity the strain caused by the bulge that is the shape change of the battery cell 111. And since abnormality of the battery cell 111 can be detected based on this measurement result, there can exist an effect similar to 1st Embodiment.

しかも、以上説明した本実施形態によれば、歪みゲージ160の取り付けがサブ角型電池モジュール150の設計や組み立てなどに影響を及ぼすことがない。   Moreover, according to the present embodiment described above, the attachment of the strain gauge 160 does not affect the design and assembly of the sub-square battery module 150.

また、以上説明した本実施形態によれば、端板151の周縁部に凹部151bを形成したので、端板151の軽量化,材料使用量削減による低コスト化を図ることができる。さらに、以上説明した本実施形態によれば、凹部151bを複数個形成し、隣り合う凹部151b間の間仕切壁、凹部151bと凹部151aとの間の間仕切壁(凹部151aの外壁)、及び端板151の最外壁による格子を形成したので、端板151の強度を確保することができる。   Further, according to the present embodiment described above, since the recess 151b is formed in the peripheral edge portion of the end plate 151, the end plate 151 can be reduced in weight and the cost can be reduced by reducing the amount of material used. Furthermore, according to this embodiment described above, a plurality of recesses 151b are formed, a partition wall between adjacent recesses 151b, a partition wall between the recesses 151b and 151a (the outer wall of the recess 151a), and an end plate Since the lattice of the outermost wall 151 is formed, the strength of the end plate 151 can be ensured.

〔実施形態3〕
第3実施形態を図8に基づいて説明する。
[Embodiment 3]
A third embodiment will be described with reference to FIG.

図8は、サブ角型電池モジュール150の一つの構成部品である端板151の全体構成を示す。   FIG. 8 shows the overall configuration of the end plate 151 which is one component of the sub-square battery module 150.

第1実施形態では、端板151の電池セル111側の主面は平面であった。これに対して、本実施形態では、セルホルダ152の突部(畝部)152bと同様の形状,寸法,配置の三つの突部(畝部)151cを、端板151の電池セル111側の主面に一体形成している。これにより、端板151に面接触していた電池セル111(電池セル111及びセルホルダ152の配列体の配列方向両端の電池セル111)と端板151との間には、セルホルダ152及び電池セル111によって形成される冷却流路152cと同様の形状,寸法,配置の冷却流路が形成される。   In the first embodiment, the main surface of the end plate 151 on the battery cell 111 side is a flat surface. On the other hand, in the present embodiment, three protrusions (ridges) 151c having the same shape, dimensions, and arrangement as the protrusions (protrusions) 152b of the cell holder 152 are used as the main cells on the battery cell 111 side of the end plate 151. It is integrally formed on the surface. Accordingly, the cell holder 152 and the battery cell 111 are placed between the end plate 151 and the battery cell 111 (battery cells 111 at both ends in the arrangement direction of the array of the battery cell 111 and the cell holder 152) that are in surface contact with the end plate 151. Thus, a cooling channel having the same shape, size, and arrangement as the cooling channel 152c is formed.

また、本実施形態では、端板151の凹部151aの深さを第1実施形態よりも深く、すなわち端板151の凹部151aの底部の肉厚を第1実施形態よりも薄くしている。これは、端板151に設けた突部(畝部)151cによって端板151の凹部151aの底部の硬度が大きくなり、電池セル111の形状変化である膨らみによって生じる歪み(変形)量が減少(歪みが減衰)し、歪みゲージ160による歪みの測定感度が小さくなるからである。このため、本実施形態では、端板151の凹部151aの深さを第1実施形態よりも深くして、端板151の凹部151aの底部の硬度を第1実施形態よりも軟らかくし、電池セル111の形状変化である膨らみによって生じる歪みの増幅率が第1実施形態と同等になるようにしている。   In the present embodiment, the depth of the recess 151a of the end plate 151 is deeper than that of the first embodiment, that is, the thickness of the bottom of the recess 151a of the end plate 151 is made thinner than that of the first embodiment. This is because the protrusion (protrusion) 151c provided on the end plate 151 increases the hardness of the bottom of the concave portion 151a of the end plate 151, and the amount of distortion (deformation) caused by the bulge that is the shape change of the battery cell 111 decreases ( This is because the strain is attenuated) and the sensitivity of strain measurement by the strain gauge 160 is reduced. Therefore, in this embodiment, the depth of the recess 151a of the end plate 151 is made deeper than that of the first embodiment, and the hardness of the bottom of the recess 151a of the end plate 151 is made softer than that of the first embodiment. The amplification factor of the distortion caused by the bulge that is the shape change of 111 is made to be equivalent to that of the first embodiment.

これ以外の構成は第1実施形態と同様である。第1実施形態と同様の構成には第1実施形態と同様の符号を付して、その説明を省略する。   The other configuration is the same as that of the first embodiment. Components similar to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and description thereof is omitted.

以上説明した本実施形態によれば、第1実施形態と同様に、端板151の凹部151aの底部に取り付けた歪みゲージ160によって、電池セル111の形状変化である膨らみによって生じる歪みを感度よく測定し、この測定結果に基づいて、電池セル111の異常を検出することができるので、第1実施形態と同様の作用効果を奏することができる。   According to the present embodiment described above, as in the first embodiment, the strain gauge 160 attached to the bottom of the recess 151a of the end plate 151 measures with high sensitivity the strain caused by the bulge that is the shape change of the battery cell 111. And since abnormality of the battery cell 111 can be detected based on this measurement result, there can exist an effect similar to 1st Embodiment.

しかも、以上説明した本実施形態によれば、歪みゲージ160の取り付けがサブ角型電池モジュール150の設計や組み立てなどに影響を及ぼすことがない。   Moreover, according to the present embodiment described above, the attachment of the strain gauge 160 does not affect the design and assembly of the sub-square battery module 150.

また、以上説明した本実施形態によれば、端板151に面接触していた電池セル111(電池セル111及びセルホルダ152の配列体の配列方向両端の電池セル111)と端板151との間に冷却流路を形成したので、端板151に面接触していた電池セル111(電池セル111及びセルホルダ152の配列体の配列方向両端の電池セル111)の電池缶21の両主面を、他の電池セル111と同様に冷却することができ、サブ角型電池モジュール150を構成する複数の電池セル111の温度が均一化されるようにサブ角型電池モジュール150の温度を制御することができる。これにより、以上説明した本実施形態によれば、バッテリ装置100の性能を向上させることができる。   In addition, according to the present embodiment described above, between the end plate 151 and the battery cell 111 (battery cells 111 at both ends in the arrangement direction of the array of the battery cell 111 and the cell holder 152) in surface contact with the end plate 151. Since the cooling flow path is formed, both main surfaces of the battery can 21 of the battery cell 111 (battery cells 111 at both ends in the arrangement direction of the array of the battery cell 111 and the cell holder 152) in surface contact with the end plate 151 are The sub-square battery module 150 can be cooled in the same manner as the other battery cells 111, and the temperature of the plurality of battery cells 111 constituting the sub-square battery module 150 can be controlled to be uniform. it can. Thereby, according to this embodiment demonstrated above, the performance of the battery apparatus 100 can be improved.

さらに、以上説明した本実施形態によれば、端板151の凹部151aの深さを第1実施形態よりも深くして、端板151の凹部151aの底部の硬度を第1実施形態よりも軟らかくし、電池セル111の形状変化である膨らみによって生じる歪みの増幅率が第1実施形態と同等になるようにしているので、電池セル111の形状変化である膨らみによって生じる歪みの歪みゲージ160による測定感度を第1実施形態と同等にすることができる。   Furthermore, according to the present embodiment described above, the depth of the recess 151a of the end plate 151 is made deeper than that of the first embodiment, and the hardness of the bottom of the recess 151a of the end plate 151 is softer than that of the first embodiment. In addition, since the amplification factor of the strain caused by the bulge that is the shape change of the battery cell 111 is made equal to that of the first embodiment, the strain gauge 160 measures the strain caused by the bulge that is the shape change of the battery cell 111. The sensitivity can be made equal to that of the first embodiment.

尚、以上説明した本実施形態では、第1実施形態の端板151を前提として、その端板151に突部(畝部)151cを設けた場合を例に挙げて説明したが、第2実施形態の端板151を前提として、その端板151に突部(畝部)151cを設けるようにしてもよい。この場合、第2実施形態と同様の作用効果を奏することができる。   In the above-described embodiment, the end plate 151 of the first embodiment is used as a premise, and the end plate 151 is provided with a protrusion (ridge) 151c as an example. On the premise of the end plate 151 of the form, the end plate 151 may be provided with a projecting portion (saddle portion) 151c. In this case, the same effects as those of the second embodiment can be achieved.

〔実施形態4〕
第4実施形態を図9及び図10に基づいて説明する。
[Embodiment 4]
A fourth embodiment will be described with reference to FIGS.

図9は、サブ角型電池モジュール150の全体構成を示す。図10は、サブ角型電池モジュール150の一つの構成部品である端板151の全体構成を示す。   FIG. 9 shows the overall configuration of the sub-square battery module 150. FIG. 10 shows the overall configuration of the end plate 151 that is one component of the sub-square battery module 150.

第3実施形態では、端板151の電池セル111側の主面(平面)に突部(畝部)151cを一体形成した。これに対して、本実施形態では、第3実施形態の端板151の凹部151aを、その底部まで切欠いて矩形状の貫通孔154aとした端板154とし、この端板154の電池セル111側に、セルホルダ152の片側の突部(畝部)152bを取り除いたセルホルダ155を配置し、セルホルダ155の平面部155aの突部(畝部)155b側とは反対側の平面によって、端板154の電池セル111側の主面を覆って貫通孔154aの電池セル111側の開口部を塞いでいる。セルホルダ155の平面部155aの突部(畝部)155b側とは反対側の平面の、端板154の貫通孔154aの電池セル111側の開口部を塞いでいる部位の中央部には歪みゲージ160が取り付けられている。この場合、歪みゲージ160は、セルホルダ155によって押圧された電池セル111を介してセルホルダ155に伝達された、電池セル111の膨張力によってセルホルダ155に生じる歪み(変形)を測定する。   In the third embodiment, the projecting portion (ridge portion) 151c is integrally formed on the main surface (plane) of the end plate 151 on the battery cell 111 side. On the other hand, in the present embodiment, the recess 151a of the end plate 151 of the third embodiment is an end plate 154 that is cut out to the bottom to form a rectangular through hole 154a, and the battery cell 111 side of the end plate 154 The cell holder 155 from which one side protrusion (saddle) 152b of the cell holder 152 is removed is disposed, and the end plate 154 has a flat surface opposite to the protrusion (saddle) 155b side of the flat part 155a of the cell holder 155. Covering the main surface on the battery cell 111 side, the opening on the battery cell 111 side of the through hole 154a is closed. A strain gauge is provided at the center of the portion of the flat plate portion 155a of the cell holder 155 opposite to the protruding portion (protrusion portion) 155b side that closes the opening of the through hole 154a of the end plate 154 on the battery cell 111 side. 160 is attached. In this case, the strain gauge 160 measures strain (deformation) generated in the cell holder 155 due to the expansion force of the battery cell 111 transmitted to the cell holder 155 via the battery cell 111 pressed by the cell holder 155.

これ以外の構成は第3実施形態と同様である。第3実施形態と同様の構成には第3実施形態と同様の符号を付して、その説明を省略する。   The other configuration is the same as that of the third embodiment. Components similar to those in the third embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the third embodiment, and description thereof is omitted.

以上説明した本実施形態によれば、セルホルダ155の平面部155aの突部(畝部)155b側とは反対側の平面に取り付けられた歪みゲージ160によって、電池セル111の形状変化である膨らみによって生じる歪みを感度よく測定し、この測定結果に基づいて、電池セル111の異常を検出することができるので、第1実施形態と同様の作用効果を奏することができる。   According to the present embodiment described above, the strain gauge 160 attached to the plane on the side opposite to the protrusion (protrusion) 155b side of the plane portion 155a of the cell holder 155 causes the battery cell 111 to change its shape. Since the generated distortion can be measured with high sensitivity, and the abnormality of the battery cell 111 can be detected based on the measurement result, the same effects as those of the first embodiment can be achieved.

しかも、以上説明した本実施形態によれば、歪みゲージ160の取り付けがサブ角型電池モジュール150の設計や組み立てなどに影響を及ぼすことがない。   Moreover, according to the present embodiment described above, the attachment of the strain gauge 160 does not affect the design and assembly of the sub-square battery module 150.

また、以上説明した本実施形態によれば、セルホルダ155によって押圧される電池セル111(電池セル111及びセルホルダ152の配列体の配列方向両端の電池セル111)とセルホルダ155との間に冷却流路を形成し、セルホルダ155によって押圧される電池セル111(電池セル111及びセルホルダ152の配列体の配列方向両端の電池セル111)の電池缶21の両主面を、他の電池セル111と同様に冷却することができるので、第3実施形態と同様の作用効果を奏することができる。   In addition, according to the present embodiment described above, the cooling flow path is provided between the cell holder 155 and the battery cell 111 pressed by the cell holder 155 (battery cells 111 at both ends in the arrangement direction of the array of the battery cell 111 and the cell holder 152). Both the main surfaces of the battery can 21 of the battery cell 111 (battery cells 111 at both ends in the arrangement direction of the battery cell 111 and the cell holder 152) pressed by the cell holder 155 are formed in the same manner as the other battery cells 111. Since it can cool, the effect similar to 3rd Embodiment can be show | played.

尚、以上説明した本実施形態では、第1実施形態を前提とした第3実施形態の端板151を、端板154及びセルホルダ155からなるものに置換した場合を例に挙げて説明したが、第2実施形態を前提とした第3実施形態の端板151を、端板154及びセルホルダ155からなるものに置換してもよい。この場合、第2実施形態と同様の作用効果を奏することができる。   In the above-described embodiment, the case where the end plate 151 of the third embodiment based on the first embodiment is replaced with an end plate 154 and a cell holder 155 is described as an example. The end plate 151 of the third embodiment based on the second embodiment may be replaced with one made of the end plate 154 and the cell holder 155. In this case, the same effects as those of the second embodiment can be achieved.

〔実施形態5〕
第5実施形態を図11に基づいて説明する。
[Embodiment 5]
A fifth embodiment will be described with reference to FIG.

図9は、サブ角型電池モジュール150の全体構成を示す。   FIG. 9 shows the overall configuration of the sub-square battery module 150.

第1実施形態では、端板151に歪みゲージ160を取り付けた。本実施形態では、第1実施形態の接続板153よりも幅(短手方向の長さ)が大きい接続板157(平板形状の金属製の梁)によって、第1実施形態の端板151の凹部151aを埋めた一対の端板156(高さ寸法が縦及び横の寸法よりも小さい扁平直方体)間を接続すると共に、接続板157の長手方向中央部に楕円形状(長軸の延びる方向が接続板157の長手方向、長軸に直交する短軸の延びる方向が接続板157の短手方向になるように設けられた楕円形状)の貫通孔157aを形成し、貫通孔157aの短軸方向における貫通孔157aよりも外側にある接続板157の中実部分、具体的には接続板157の中実部分のうち、貫通孔157aの外周と接続板157の縁との間の距離が最も短い部位の一方に歪みゲージ160を取り付けている。   In the first embodiment, the strain gauge 160 is attached to the end plate 151. In the present embodiment, the concave portion of the end plate 151 of the first embodiment is formed by the connection plate 157 (a plate-shaped metal beam) having a larger width (length in the short direction) than the connection plate 153 of the first embodiment. The pair of end plates 156 (flat cuboid whose height is smaller than the vertical and horizontal dimensions) filled with 151a are connected, and an elliptical shape (the direction in which the major axis extends is connected) at the longitudinal center of the connection plate 157 The longitudinal direction of the plate 157 and the extending direction of the minor axis perpendicular to the major axis is an elliptical shape provided so that the short direction of the connecting plate 157 is formed, and the through hole 157a in the minor axis direction is formed. Of the solid portion of the connection plate 157 outside the through hole 157a, specifically, the portion of the solid portion of the connection plate 157 that has the shortest distance between the outer periphery of the through hole 157a and the edge of the connection plate 157 Strain gauge 160 on one side Wearing.

接続板157は、電池セル111,セルホルダ152及び端板156の配列体の配列方向に直交する4面のうち、電池セル111の電池蓋22及び電池缶21の底面と対向する2面とは異なる2面(電池缶21の主面、セルホルダ152の平面部152a及び端板156の主面の長手方向に面する2面)側にそれぞれ一つ、電池セル111,セルホルダ152及び端板156の配列体の配列方向に延びるように配置されると共に、電池セル111,セルホルダ152及び端板156の配列体が圧縮された状態で一対の端板156の主面の長手方向両端の側面に、溶接或いはボルトなどの締結部材によって接続されている。これにより、電池セル111,セルホルダ152及び端板156の配列体は、端板156と接続板157との締結力によって、電池セル111とセルホルダ152とが接触して常に圧縮された状態で保持(固縛)される。   The connection plate 157 is different from two surfaces facing the bottom surface of the battery lid 22 and the battery can 21 of the battery cell 111 among the four surfaces orthogonal to the arrangement direction of the array of the battery cells 111, the cell holder 152, and the end plate 156. Arrangement of battery cell 111, cell holder 152, and end plate 156, one on each of the two surfaces (the two surfaces facing the longitudinal direction of the main surface of battery can 21, planar portion 152a of cell holder 152 and the main surface of end plate 156) The battery cell 111, the cell holder 152, and the end plate 156 are arranged so as to extend in the arrangement direction of the body, and are welded to the side surfaces at both ends in the longitudinal direction of the main surfaces of the pair of end plates 156 in a compressed state. They are connected by fastening members such as bolts. As a result, the battery cell 111, the cell holder 152, and the array of the end plates 156 are held in a state where the battery cells 111 and the cell holders 152 are always compressed by the fastening force between the end plates 156 and the connection plates 157 ( Lashed).

以上の固縛状態において、電池セル111の内圧が増大し、その圧力によって電池缶21の主面が形状変化、すなわち膨らもうとすると、電池缶21の主面を形状変化させようとする圧力(膨張力)は応力となって、内圧が増大した電池セル111から直接、或いは他の電池セル111及びセルホルダ152を介して端板156に作用し、この後、端板156から接続板157に作用する。これにより、接続板157には歪み(変形)が生じる。この歪みは、接続板157の貫通孔157a近傍に取り付けられた歪みゲージ160によって測定される。   In the above-described secured state, the internal pressure of the battery cell 111 increases, and when the main surface of the battery can 21 changes shape due to the pressure, that is, the pressure to change the main surface of the battery can 21 changes. (Expansion force) becomes a stress and acts on the end plate 156 directly from the battery cell 111 whose internal pressure has increased or via another battery cell 111 and the cell holder 152, and thereafter, from the end plate 156 to the connection plate 157. Works. As a result, the connection plate 157 is distorted (deformed). This strain is measured by a strain gauge 160 attached in the vicinity of the through hole 157a of the connection plate 157.

ここで、歪みゲージ160が取り付けられた接続板157の中実部位は、貫通孔157aの外周と接続板157の縁との間の距離が最も短い部位である。このため、接続板157の中実部位のうち、貫通孔157aの外周と接続板157の縁との間の距離が最も短い部位では、接続板157に生じた歪みが最も集中し、他の部位よりも歪みが増幅される。従って、接続板157に生じた歪みは歪みゲージ160によって感度よく測定される。以上のことから、貫通孔157aは、接続板157に生じた歪みを集中させて増幅させるための増幅機構を構成するための構成要素ということができる。   Here, the solid part of the connection plate 157 to which the strain gauge 160 is attached is the part where the distance between the outer periphery of the through hole 157a and the edge of the connection plate 157 is the shortest. For this reason, among the solid portions of the connection plate 157, at the portion where the distance between the outer periphery of the through hole 157a and the edge of the connection plate 157 is the shortest, the distortion generated in the connection plate 157 is most concentrated, and other portions Than the distortion is amplified. Therefore, the strain generated in the connection plate 157 is measured with high sensitivity by the strain gauge 160. From the above, it can be said that the through-hole 157a is a component for constituting an amplification mechanism for concentrating and amplifying the distortion generated in the connection plate 157.

これ以外の構成は第1実施形態と同様である。第1実施形態と同様の構成には第1実施形態と同様の符号を付して、その説明を省略する。   The other configuration is the same as that of the first embodiment. Components similar to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and description thereof is omitted.

以上説明した本実施形態によれば、接続板157の中実部位のうち、貫通孔157aの外周と接続板157の縁との間の距離が最も短い部位に取り付けた歪みゲージ160によって、電池セル111の形状変化である膨らみによって生じる歪みを感度よく測定し、この測定結果に基づいて、電池セル111の異常を検出することができるので、第1実施形態と同様の作用効果を奏することができる。   According to the present embodiment described above, the battery cell is provided by the strain gauge 160 attached to the shortest distance between the outer periphery of the through hole 157a and the edge of the connection plate 157 among the solid portions of the connection plate 157. The distortion caused by the bulging that is the shape change of 111 can be measured with high sensitivity, and the abnormality of the battery cell 111 can be detected based on the measurement result. Therefore, the same operational effects as the first embodiment can be achieved. .

しかも、以上説明した本実施形態によれば、歪みゲージ160の取り付けがサブ角型電池モジュール150の設計や組み立てなどに影響を及ぼすことがない。   Moreover, according to the present embodiment described above, the attachment of the strain gauge 160 does not affect the design and assembly of the sub-square battery module 150.

尚、以上説明した本実施形態では、第1実施形態の端板151の凹部151aを埋めた端板156を用いた場合を例に挙げて説明したが、第1乃至第3実施形態のいずれかの端板151、或いは第4実施形態の端板154及びセルホルダ155の組み合わせたものを用いても構わない。この場合、第1乃至第4実施形態のいずれかと同様の作用効果を奏することができる。   In the above-described embodiment, the case where the end plate 156 in which the concave portion 151a of the end plate 151 of the first embodiment is filled is described as an example, but any one of the first to third embodiments is described. The end plate 151 or a combination of the end plate 154 and the cell holder 155 of the fourth embodiment may be used. In this case, the same operational effects as any of the first to fourth embodiments can be obtained.

〔実施形態6〕
第6実施形態を図12に基づいて説明する。
[Embodiment 6]
A sixth embodiment will be described with reference to FIG.

図12は、サブ角型電池モジュール150の全体構成を示す。   FIG. 12 shows the overall configuration of the sub-square battery module 150.

第1実施形態では、端板151に歪みゲージ160を取り付けた。本実施形態では、サブ角型電池モジュール150を構成する六つの電池セル111のうちの一つの電池セル111に歪みゲージ160を取り付けている。具体的には、一つの電池セル111の電池缶21を構成する四つの側面(二つの主面を除く残りの4面)のうち、電池缶21の主面の長手方向における側面(電池蓋22及び電池缶21の底面を除く残りの2面)の一方側の長手方向(電池缶21の主面の短手方向と同方向)及び短手方向(電池セル111の配列方向と同方向)の中央部に歪みゲージ160を貼り付けている。   In the first embodiment, the strain gauge 160 is attached to the end plate 151. In the present embodiment, the strain gauge 160 is attached to one battery cell 111 of the six battery cells 111 constituting the sub-square battery module 150. Specifically, of the four side surfaces (the remaining four surfaces excluding the two main surfaces) constituting the battery can 21 of one battery cell 111, the side surface (battery cover 22) in the longitudinal direction of the main surface of the battery can 21. And the remaining two surfaces excluding the bottom surface of the battery can 21) in the longitudinal direction (the same direction as the short direction of the main surface of the battery can 21) and the short direction (the same direction as the arrangement direction of the battery cells 111). A strain gauge 160 is attached to the center.

電池セル111の内圧が増大し、その圧力によって電池缶21の主面が形状変化、すなわち膨らもうとすると、電池缶21の主面を形状変化させようとする圧力(膨張力)は応力となって、内圧が増大した電池セル111から直接、或いは他の電池セル111及びセルホルダ152を介して、歪みゲージ160が取り付けられた電池セル111の電池缶21の側面に作用する。これにより、歪みゲージ160が取り付けられた電池セル111の電池缶21の側面には歪み(変形)が生じる。この歪みは、その側面の中央部に貼り付けられた歪みゲージ160によって測定される。   When the internal pressure of the battery cell 111 increases and the main surface of the battery can 21 changes its shape due to the pressure, that is, the pressure (expansion force) to change the shape of the main surface of the battery can 21 is stress. Thus, it acts on the side surface of the battery can 21 of the battery cell 111 to which the strain gauge 160 is attached directly from the battery cell 111 whose internal pressure has increased or via another battery cell 111 and the cell holder 152. Thereby, distortion (deformation) occurs on the side surface of the battery can 21 of the battery cell 111 to which the strain gauge 160 is attached. This strain is measured by a strain gauge 160 attached to the center of the side surface.

ここで、歪みゲージ160によって測定する歪み方向は複数の電池セル111の積層(配列)方向である。これは、長方形状の平板に等分布荷重の負荷をかけた時、短辺方向の歪みが長辺方向の歪みに対して辺の長さ比程度の割合で増幅されるためである。この作用効果は、アスペクト比の大きい角型形状の電池セル111である程大きい。従って、本実施形態では、増幅度の大きい歪みを歪みゲージ160によって感度よく測定することができる。   Here, the strain direction measured by the strain gauge 160 is the stacking (array) direction of the plurality of battery cells 111. This is because, when a uniformly distributed load is applied to a rectangular flat plate, the distortion in the short side direction is amplified at a ratio of the side length ratio to the distortion in the long side direction. This effect is greater as the rectangular battery cell 111 has a larger aspect ratio. Therefore, in this embodiment, a strain with a large amplification degree can be measured with high sensitivity by the strain gauge 160.

端板156は、第5実施形態と同様に、第1実施形態の端板151の凹部151aを埋めたもの(高さ寸法が縦及び横の寸法よりも小さい扁平直方体)を採用している。   As in the fifth embodiment, the end plate 156 employs a material in which the concave portion 151a of the end plate 151 of the first embodiment is filled (a flat rectangular parallelepiped whose height is smaller than the vertical and horizontal dimensions).

これ以外の構成は第1実施形態と同様である。第1実施形態と同様の構成には第1実施形態と同様の符号を付して、その説明を省略する。   The other configuration is the same as that of the first embodiment. Components similar to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and description thereof is omitted.

以上説明した本実施形態によれば、複数の電池セル111のうちの一つの電池セル111を構成する電池缶21の一つの側面において、複数の電池セル111の積層(配列)方向における歪みを、歪みゲージ160によって感度よく測定し、この測定結果に基づいて、電池セル111の異常を検出することができるので、第1実施形態と同様の作用効果を奏することができる。   According to the present embodiment described above, in one side surface of the battery can 21 constituting one battery cell 111 of the plurality of battery cells 111, distortion in the stacking (array) direction of the plurality of battery cells 111 is Since the strain gauge 160 can be measured with high sensitivity and the abnormality of the battery cell 111 can be detected based on the measurement result, the same operational effects as those of the first embodiment can be obtained.

しかも、以上説明した本実施形態によれば、歪みゲージ160の取り付けがサブ角型電池モジュール150の設計や組み立てなどに影響を及ぼすことがない。   Moreover, according to the present embodiment described above, the attachment of the strain gauge 160 does not affect the design and assembly of the sub-square battery module 150.

尚、以上説明した本実施形態では、第1実施形態の端板151の凹部151aを埋めた端板156を用いた場合を例に挙げて説明したが、第1乃至第3実施形態のいずれかの端板151、或いは第4実施形態の端板154及びセルホルダ155の組み合わせたものを用いても構わない。この場合、第1乃至第4実施形態のいずれかと同様の作用効果を奏することができる。   In the above-described embodiment, the case where the end plate 156 in which the concave portion 151a of the end plate 151 of the first embodiment is filled is described as an example, but any one of the first to third embodiments is described. The end plate 151 or a combination of the end plate 154 and the cell holder 155 of the fourth embodiment may be used. In this case, the same operational effects as any of the first to fourth embodiments can be obtained.

Claims (5)

一方向に配列された複数の蓄電器と、前記複数の蓄電器の配列方向に隣接する各蓄電器間に配置された保持部材、前記複数の蓄電器の配列方向両端部に配置された蓄電器の前記保持部材側とは反対側に配置された一対の端板、及び前記一対の端板に接続された接続板を有すると共に、前記複数の蓄電器を固縛する固縛部材を備え、前記複数の蓄電器、前記複数の保持部材、及び前記一対の端板の配列体が配列方向両側から前記一対の端板によって押圧された状態で、前記一対の端板が前記接続板によって接続されることにより構成されたモジュールと、
前記モジュールに取り付けられ、前記蓄電器を形状変化させる力が作用して生じる歪みを測定する測定素子と、
前記複数の蓄電器の状態を検知する制御装置と、を有し、
前記測定素子は歪みゲージ又は歪みセンサであり、
前記接続板には、貫通孔が形成されて、前記接続板の縁から前記貫通孔までの距離が最も小さい狭小部が形成されており、
前記歪みゲージ又は歪みセンサは、前記接続板の前記狭小部の表面に貼り付けられており、
前記制御装置は、前記歪みゲージ又は歪みセンサから出力された信号を入力し、この入力した信号から得られた前記歪みの測定結果に応じて前記蓄電器の状態を検知し、この検知結果から前記蓄電器の異常を検出する、
ことを特徴とする蓄電装置。
A plurality of capacitors arranged in one direction, a holding member arranged between each of the capacitors adjacent in the arrangement direction of the plurality of capacitors, and the holding member side of the capacitor arranged at both ends in the arrangement direction of the plurality of capacitors the pair of end plates disposed on the opposite side, and with a connecting connection plate to said pair of end plates, and a lashing member for lashing said plurality of capacitors and the plurality of capacitors, the A module configured by connecting the pair of end plates by the connection plate in a state in which the plurality of holding members and the array of the pair of end plates are pressed by the pair of end plates from both sides in the arrangement direction. When,
A measuring element that is attached to the module and measures strain generated by the action of a force that changes the shape of the capacitor;
A control device for detecting a state of the plurality of capacitors,
The measuring element is a strain gauge or a strain sensor;
In the connection plate, a through hole is formed, and a narrow portion where the distance from the edge of the connection plate to the through hole is the smallest is formed,
The strain gauge or strain sensor is attached to the surface of the narrow portion of the connection plate,
The control device receives a signal output from the strain gauge or the strain sensor , detects the state of the capacitor according to the measurement result of the strain obtained from the input signal, and based on the detection result, the capacitor Detecting abnormalities in the
A power storage device.
一方向に配列された複数の蓄電器と、前記複数の蓄電器の配列方向に隣接する各蓄電器間に配置された第1の保持部材、前記複数の蓄電器の配列方向両端部に配置された蓄電器の前記第1の保持部材側とは反対側に配置された一対の第2の保持部材、前記第2の保持部材の蓄電器側とは反対側に配置された一対の端板、及び前記一対の端板に接続された接続板をすると共に、前記複数の蓄電器を固縛する固縛部材とを備え、前記複数の蓄電器、前記複数の第1の保持部材、前記一対の第2の保持部材、及び前記一対の端板の配列体が配列方向両側から前記一対の端板によって押圧された状態で、前記一対の端板が前記接続板によって接続されることにより構成されたモジュールと、
前記モジュールに取り付けられ、前記蓄電器を形状変化させる力が作用して生じる歪みを測定する測定素子と、
前記複数の蓄電器の状態を検知する制御装置と、を有し、
前記測定素子は歪みゲージ又は歪みセンサであり、
前記接続板には、貫通孔が形成されて、前記接続板の縁から前記貫通孔までの距離が最も小さい狭小部が形成されており、
前記歪みゲージ又は歪みセンサは、前記接続板の前記狭小部の表面に貼り付けられており、
前記制御装置は、前記歪みゲージ又は歪みセンサから出力された信号を入力し、この入力した信号から得られた前記歪みの測定結果に応じて前記蓄電器の状態を検知し、この検知結果から前記蓄電器の異常を検出する、
ことを特徴とする蓄電装置。
A plurality of capacitors arranged in one direction, the first holding member disposed between the capacitor adjacent to the array direction of the plurality of capacitors, the plurality of capacitors which sequences are arranged in the opposite end portions of the capacitor the first holding member side and a pair of second holding member which is arranged on the opposite side, the second holding member pair of end plates and the capacitor side which is located opposite, and the pair while have a connection plate which is connected to the end plate, and a lashing member for lashing said plurality of capacitors, the plurality of capacitors, the plurality of first holding member, said pair of second holding member And a module configured by connecting the pair of end plates by the connection plate in a state where the array of the pair of end plates is pressed by the pair of end plates from both sides in the arrangement direction ,
A measuring element that is attached to the module and measures strain generated by the action of a force that changes the shape of the capacitor;
A control device for detecting a state of the plurality of capacitors,
The measuring element is a strain gauge or a strain sensor;
In the connection plate, a through hole is formed, and a narrow portion where the distance from the edge of the connection plate to the through hole is the smallest is formed,
The strain gauge or strain sensor is attached to the surface of the narrow portion of the connection plate,
The control device receives a signal output from the strain gauge or the strain sensor, detects the state of the capacitor according to the measurement result of the strain obtained from the input signal, and based on the detection result, the capacitor Detecting abnormalities in the
A power storage device.
請求項1又は2に記載の蓄電装置において、
前記制御装置は、前記歪みゲージ又は歪みセンサによって測定された歪みの時間変化率を求め、予め設定された歪みの時間変化率の閾値と比較して前記蓄電器の異常を検出する異常検出部を備えている、
ことを特徴とする蓄電装置。
The power storage device according to claim 1 or 2,
The control device includes an abnormality detection unit that calculates a time change rate of the strain measured by the strain gauge or the strain sensor and detects an abnormality of the capacitor by comparing with a preset threshold value of the time change rate of the strain. ing,
A power storage device.
請求項3に記載の蓄電装置において、
前記制御装置は、求められた歪みの時間変化率が、前記閾値を超えた場合、前記蓄電器に異常があると判断し、前記モジュールと負荷との間の電気的な接続を遮断するための指令信号を出力する、
ことを特徴とする蓄電装置。
The power storage device according to claim 3,
The control device determines that there is an abnormality in the battery when the obtained rate of change of strain over time exceeds the threshold value, and a command for cutting off the electrical connection between the module and the load. Output signal,
A power storage device.
請求項1又は2に記載の蓄電装置において、
前記モジュールをサブモジュールとして、このサブモジュールを複数備えてメインモジュールを構成する、
ことを特徴とする蓄電装置。
The power storage device according to claim 1 or 2,
The module is used as a submodule, and a plurality of submodules are provided to form a main module.
A power storage device.
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